Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum kontinuierlichen Hochdruckbehandeln von Schüttgut, insbesondere durch Extrahieren und/oder Imprägnieren. Insbesondere betrifft die Erfindung die Verwendung einer Druckbehältervorrichtung mit wenigstens einem Stellorgan zum Einstellen des Materialflusses beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln von Schüttgut. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren jeweils gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen Anspruchs.

Schüttgüter, insbesondere in Form von Granulaten, müssen in vielen Fällen von Stoffen, insbesondere Lösungsmitteln befreit werden. Die Schüttgüter werden je nach Anwendungsfall auch einer reinen Extraktion unterzogen, ohne dass Lösungsmittel anfallen. Die Extraktion kann vorteilhafter Weise unter Hochdruck erfolgen, insbesondere bei Drücken oberhalb von 100bar, insbesondere in Verbindung mit Wärmeeinwirkung bei auf geregelte Weise erzeugter erhöhter Temperatur. Es ist bekannt, dass eine Extraktion, insbesondere Extraktion von Lösungsmittel(n), in vielen Fällen bevorzugt unter Verwendung überkritischer Fluide bzw. Extraktionsmedien (z.B. Kohlendioxid C0 ₂ , Propan, Butan) erfolgen kann, insbesondere da hierbei Oberflächenkräfte bzw. Oberflächenspannungen minimiert werden können und die Extraktion besonders effektiv wird, auch hinsichtlich eines Trocknungseffektes. Als Ausgangsmaterialien können dabei sowohl Flüssigkeiten (Fluide in der Flüssigphase, insbesondere auch zähflüssige Fluide) als auch Feststoffe einer Extraktion unterzogen werden. Sowohl das hochdruckbehandelte Schüttgut (in diesem Zustand auch als Raffinat bezeichnet) als auch durch Extraktion gewonnene Extrakte können je nach Anwendungsfall als Produkt der Hochdruckbehandlung bezeichnet werden.

Prominente Beispiele für Extraktionsverfahren sind das Entkoffeinieren von Teeblättern, Kaffeebohnen oder auch die Hopfenextraktion. Da die Extraktion im Zusammenhang mit der Herstellung diverser Zwischenverbraucher- und Endverbraucher-Produkte steht, insbesondere auch aus der Lebensmittel-Branche, ist auch die Anzahl der Varianten von Extraktionsverfahren vergleichsweise hoch. Dies spiegelt sich auch in den unterschiedlichen Varianten hinsichtlich konstruktivem Aufbau und im Größenspektrum der Anlagen wider. Es ist beispielsweise nicht unüblich, eine Extraktionskolonne mit einer Höhe von mehr als 10m zu realisieren, oder mehrere Extraktoren (Druckbehälter) miteinander zu einer Anlage zu verschalten. Jedenfalls lässt sich ein großer Variantenreichtum bei den bestehenden Anlagenkonzepten beobachten, auch hinsichtlich Größenvariationen.

Für Imprägnierungsverfahren, seien sie separat oder in Kombination mit einer Extraktion durchgeführt, lassen sich vergleichbare Beispiele aufzählen.

Bisher erfolgte die Extraktion, insbesondere die extraktive Lösungsmittelentfernung, bei Schüttgut bzw. bei Granulaten in vielen Fällen durch Anordnung des Schüttguts in einem Extraktor (Druckbehälter), insbesondere in einer Schicht mit einer vorgegebenen maximalen Schichthöhe, welche Schicht mit Extraktionsmedium (insbesondere C0 ₂ ) beaufschlagt und durchströmt wird. Zur Anordnung des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen (also in der vom Druckbehälter definierten Aufnahme-Kavität für das Granulat) dient üblicherweise ein korbartiger Einsatz, der auch als Produktaufnahmekorb bezeichnet wird, beispielsweise mit einem Volumen von ca. 250 Litern und mit zylindrischer Mantel-Wandung, mit einem gasdurchlässigen, drahtgeflechtartigen, lochplattenartigen oder aus Sintermetall gefertigten Filterboden, an welchem der Einsatzkorb im Extraktor abgestützt wird. Ein Filterdeckel des Korbes kann ebenfalls gasdurchlässig, drahtgeflechtartig, lochplattenartig oder aus Sintermetall gefertigt sein. Der korbartige Einsatz kann im Bereich eines Deckels des Extraktors in diesen eingeführt werden, und nach der Extraktion kann das von Lösungsmittel weitgehend befreite Schüttgut durch Herausnahme des korbartigen Einsatzes für die weitere Verwendung abtransportiert werden. Die nächste Charge kann daraufhin durch denselben oder einen weiteren korbartigen Einsatz im Extraktor angeordnet werden. Anders ausgedrückt: Das Hochdruckbehandlungsverfahren wird chargenweise durchgeführt, wobei der korbartige Einsatz auch die Handhabung der jeweiligen Charge erleichtern soll.

Bei der bisherigen Art und Weise der extraktiven Lösungsmittelentfernung ist ein vergleichsweise hoher personeller und zeitlicher Aufwand erforderlich. Die Handhabung des korbartigen Einsatzes kann nicht auf einfache Weise automatisiert werden. Handelt es sich beim Schüttgut um Gefahrgüter oder werden gesundheitsschädliche oder brennbare Medien bzw. Lösungsmittel eingesetzt, muss zudem auch beträchtlicher Aufwand hinsichtlich Sicherheit, insbesondere Arbeitssicherheit oder Explosionsschutz betrieben werden, nicht zuletzt da üblicherweise Personen mit Fachkenntnissen für manuelle Arbeiten involviert werden müssen.

Nachteilig bei bisherigen Vorrichtungen und Verfahren ist nicht nur die Handhabung des Schüttgutes (Materialfluss), sondern auch die sich bildenden Stäube oder Gase, insbesondere explosive Gasgemische, sowie gesundheitliche Beeinträchtigungen für involvierte Personen. Daher besteht Interesse daran, Hochdruckbehandlungsverfahren für Schüttgüter zu vereinfachen, insbesondere für große Mengen von Schüttgut, insbesondere für Extraktion und/oder Imprägnierung.

JP 1293129 A beschreibt ein Hochdruckverfahren, wobei ein Vorratsbehälter und ein Auffangbehälter das chargenweise Bereitstellen von Schüttgut in der Hochdruckkammer erleichtern, wobei das Schüttgut in Abhängigkeit des Zuführens und des Austragens chargenweise gravitationsgetrieben durch eine Hochdruckbehandlungskammer rutscht.

CN 1827201 A beschreibt ein Hochdruckbehandlungsverfahren, bei welchem der Hochdruckbehälter durch eine Art Druckschleuse gefördert wird.

DE 42 16 295 A1 beschreibt ein Verfahren zur Hochdruckbehandlung, bei welchem ein beidseitig offener Behälter zum Einsatz kommt, wobei mittels einer translatorischen Bewegung eines Kolbens und mittels mehrerer Kammerbereiche ein vorteilhafter Durchsatz bzw. eine vorteilhafte Prozessführung sichergestellt werden kann.

EP 1 725 706 B1 beschreibt die Überführung von vorbehandeltem Feststoff als Suspension in eine Hochdruckstufe.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen zur Verfügung zu stellen, womit die Hochdruckbehandlung von Schüttgut vereinfacht bzw. der mit der Hochdruckbehandlung verbundene vorrichtungs- oder verfahrenstechnische Aufwand verringert werden kann, insbesondere bei möglichst hoher Effizienz des Verfahrens (Durchsatz je Zeiteinheit). Dabei sollen auch Aspekte der Arbeitssicherheit und gesundheitliche Risiken berücksichtigt werden können. Nicht zuletzt besteht auch Interesse an einem möglichst (zeit-)effizienten Hochdruckbehandlungsverfahren speziell bei der Extraktion, insbesondere Extraktion von Lösungsmittel(n), und/oder bei der Imprägnierung jeweils bei Schüttgütern ganz unterschiedlicher Art, damit das Verfahren - trotz etwaiger Optimierungsmaßnahmen hinsichtlich effizienter Hochdruckbehandlung (Stichwort: maximierter Durchsatz) - eine möglichst große Variabilität gewährleisten kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Folgenden beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Hochdruckbehandeln von Schüttgut durch Extrahieren und/oder Imprägnieren, welches Schüttgut im Hochdruckbehandlungsvolumen einer Druckbehältervorrichtung angeordnet wird und auf einem Hochdruckniveau, insbesondere Hochdruck im Bereich von 40 bis 1000bar, unter Abschottung von der Umgebung behandelt wird, wobei das Verfahren wenigstens die drei folgenden jeweils individuell (insbesondere bezüglich Materialfluss) regelbaren Schrittfolgen umfasst: Druckbeaufschlagung V1 , Hochdruckbehandlung V2, Entspannung V3.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Hochdruckbehandlung beziehungsweise das Hochdruckbehandeln in der zweiten Schrittfolge V2 auf kontinuierliche Weise auf dem Hochdruckniveau in einem geschlossenen System im Hochdruckbehandlungsvolumen durchgeführt wird, wobei das Hochdruckbehandlungsvolumen oder die gesamte Druckbehältervorrichtung während der Hochdruckbehandlung ortsfest (statisch) angeordnet ist/bleibt, wobei die Kontinuität der Hochdruckbehandlung beziehungsweise der Hochdruckbehandlungs-Schrittfolge allein mittels des einen (einzigen) Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt wird, und wobei das Schüttgut mittels einer rotatorischen Stellbewegung oder in Abhängigkeit von wenigstens einer translatorischen Stellbewegung während der Hochdruckbehandlung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert wird, insbesondere durch kontinuierliche oder diskontinuierliche Verlagerung einer einzelnen Charge oder einer Mehrzahl von Teilchargen. Dies ermöglicht Vereinfachungen in der Verfahrensführung und kann auch Vorteile bezüglich eines großen Umsatzes an Schüttgut (Output-Menge) sicherstellen. Auch ergeben sich Vorteile speziell hinsichtlich Materialfluss von im Volumen stark veränderlichen Schüttgütern, insbesondere auch bei Volumenzunahmen im Bereich von Faktor 10, beispielsweise speziell bei der Trocknung.

Eine/die rotatorische Stellbewegung erfolgt dabei bevorzugt durch Rotation einer im Hochdruckbehandlungsvolumen angeordneten (optional durch die Wandung der Druckbehältervorrichtung hindurch geführten) Stange bzw. Welle oder dergleichen Drehantriebsmittel, und erfolgt dabei um wenigstens eine zentrisch oder exzentrisch im Innenvolumen angeordnete Längsachse bzw. Stellachse der Druckbehältervorrichtung. Wahlweise können mehrere rotatorische Stellbewegungen um mehrere Stellachsen erfolgen. Wahlweise kann mittels einer jeweiligen Stellbewegung ein Materialfluss einer oder mehrerer Chargen durch das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen sichergestellt werden. Wahlweise kann mittels einer jeweiligen Stellbewegung ein Materialfluss einer Mehrzahl von Teilchargen über einen Abschnitt entlang des Materialfluss-Pfades durch das Hochdruckbehandlungsvolumen sichergestellt werden. Die rotatorische Stellbewegung kann dabei eine kontinuierliche und/oder eine zumindest zeitweise getaktete Stellbewegung sein. Die (jeweilige) rotatorische Stellbewegung kann dabei einheitlich für das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen vorgegeben werden, und/oder zumindest zeitweise jeweils spezifisch für einzelne vordefinierbare Hochdruckbehandlungsebenen vorgegeben werden.

Eine/die translatorische Stellbewegung erfolgt dabei bevorzugt durch Translation einer im Hochdruckbehandlungsvolumen angeordneten (optional durch die Wandung der Druckbehältervorrichtung hindurch geführten) Stange oder dergleichen Antriebsmittel, insbesondere entlang wenigstens eine zentrisch oder exzentrisch im Innenvolumen angeordneten Längsachse bzw. Stellachse der Druckbehältervorrichtung. Wahlweise können mehrere translatorische Stellbewegungen erfolgen. Wahlweise kann mittels einer jeweiligen Stellbewegung ein Materialfluss einer oder mehrerer Chargen durch das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen sichergestellt werden. Wahlweise kann mittels einer jeweiligen Stellbewegung ein Materialfluss einer Mehrzahl von Teilchargen über einen Abschnitt entlang des Materialfluss-Pfades durch das Hochdruckbehandlungsvolumen sichergestellt werden. Die translatorische Stellbewegung kann dabei eine kontinuierliche und/oder eine zumindest zeitweise getaktete Stellbewegung sein. Die (jeweilige) translatorische Stellbewegung kann dabei einheitlich für das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen vorgegeben werden, und/oder zumindest zeitweise jeweils spezifisch für einzelne vordefinierbare Hochdruckbehandlungsebenen vorgegeben werden.

Dabei können die Schrittfolgen Druckbeaufschlagung V1 und Entspannung V3 (teil- )chargenweise für einzelne Schüttgut-(Teil-)Chargen als diskontinuierliche Prozesse jeweils individuell zumindest hinsichtlich Schüttgut-Materialfluss und/oder Druckniveau geregelt werden, sind also separat getrennt vom kontinuierlichen Hochdruckbehandeln und sind individuell regelbar, insbesondere unabhängig von Materialfluss und Hochdruck- Verhältnissen in der zweiten Schrittfolge V2. Die diskontinuierliche Verfahrensführung (stromauf und stromab vom Hochdruckbehandeln) kann dabei auch eine Druckbeaufschlagung und Entspannung für individuelle Teilchargen von Schüttgut umfassen, wobei die Größe der jeweiligen Teilcharge unabhängig ist von einer in der zweiten Schrittfolge behandelten Charge oder Teilcharge.

Der Hochdruckbereich von 40 bis 1000bar kann dabei auch weiter differenziert werden, je nach Anwendung. Insbesondere kann als vorteilhafter Hochdruckbereich eine Einschränkung auf 40 bis 400bar oder 50 bis 300bar und/oder auf 650 bis 1000bar erfolgen. Bei besonders hohen Drücken können insbesondere auch die Lösungs-Eigenschaften des Extraktionsmediums eingestellt oder verändert werden. Prozesstechnische Vorteile können sich insbesondere auch im Hochdruckbereich von 100 bis 250bar, insbesondere 100 bis 200bar ergeben. Wahlweise kann auch ein Druckbereich unterhalb oder oberhalb von einem kritischen Punkt eines verwendeten Extraktionsmediums (beispielsweise C0 ₂ ) eingestellt werden.

Als Extraktionsmedium kann wahlweise ein Reinstoff oder auch ein Stoffgemisch verwendet werden, insbesondere bei Prozessparametern oberhalb vom kritischen Punkt des Stoffes bzw. oberhalb einer kritischen Linie eines Zwei-Stoff-Gemisches bzw. oberhalb einer kritischen Fläche eines Stoff-Gemisches aus mehr als zwei Stoffen (insbesondere Drei-Stoff- Gemische).

Bei im Folgenden erläuterten Beispielen der Extraktion kann synonym für eine Extraktion von Lösungsmitteln auch auf eine Extraktion von Stoffen (Beladung) ungleich Lösungsmitteln Bezug genommen werden. Als ein kontinuierliches Hochdruckbehandeln ist dabei ein Hochdruckbehandeln zu verstehen, bei welchem für die Hochdruckbehandlung des Schüttguts keine Verfahrensunterbrechung bedingt durch Druckschwankungen und/oder bedingt durch Materialfluss erforderlich ist, sondern bei welchem das Hochdruckbehandeln auf dem Hochdruckniveau optional kontinuierlich unverändert ohne zeitliche Unterbrechung und (zumindest theoretisch) ohne zeitliche Beschränkung und (zumindest theoretisch) ohne Beschränkung hinsichtlich der Menge (Masse, Volumen) des behandelten Schüttgutes durchgeführt werden kann, insbesondere auch bei kontinuierlichem Materialfluss innerhalb des Hochdruckbehandlungsvolumens. Bei kontinuierlicher Hochdruckbehandlung kann zu jedem gewünschten Zeitpunkt der gewünschte oder erforderliche Hochdruck sichergestellt werden, insbesondere auch unabhängig von vorbereitenden und nachbereitenden Schrittfolgen. Das Hochdruckniveau muss nicht abgesenkt werden; insbesondere muss das Hochdruckniveau nicht abgesenkt werden, um den Schüttgut-Materialfluss sicherstellen zu können. Der Materialfluss kann dabei wahlweise durch kontinuierliches Verlagern, insbesondere von wenigstens einer gesamten Charge (keine Unterscheidung hinsichtlich einzelner Teilchargen entlang des Materialfluss-Pfades innerhalb vom Hochdruckbehandlungsvolumen), oder durch diskontinuierliches Verlagern von einer einzelnen Charge oder von Teilchargen insbesondere in einzelnen Abschnitten des Materialfluss-Pfades im Hochdruckbehandlungsvolumen sichergestellt werden. Etwaige Druckschwankungen sind allenfalls technisch bedingt, beispielsweise durch die Zufuhr und/oder durch das Austragen von Material. Optional kann das kontinuierliche Hochdruckbehandeln auch das Einstellen/Regeln eines (je nach Anwendungsfall so gut wie möglich) konstant gehaltenen Temperaturniveaus umfassen. Das kontinuierliche Hochdruckbehandeln auf einem (einzige) vordefinierten Hochdruckniveau, welches in engen Toleranzgrenzen konstant gehalten/geregelt werden kann, ermöglicht eine exakte Vordefinition von Extraktionsbedingungen bzw. von Prozessparametern für das Hochdruckbehandeln. Dies kann auch die Güte des gewonnenen Produktes verbessern.

Optional kann zusätzlich zum zumindest annähernd konstanten Hochdruckniveau auch ein Temperaturniveau im Hochdruckbehandlungsvolumen eingestellt werden; insbesondere kann eine konstante Temperatur gehalten werden. Wahlweise kann ein Temperaturzyklus im Hochdruckbehandlungsvolumen gefahren werden, insbesondere im Zusammenhang mit dem Zuführen und/oder Austragen von Material.

Als eine ortsfeste Anordnung ist dabei eine statische Anordnung zu verstehen, bei welcher das Hochdruckbehandlungsvolumen bzw. die entsprechende von der Druckbehältervorrichtung (bzw. von deren Wandung) umgrenzte Hochdruckbehandlungskavität ortsfest angeordnet bleiben kann. Anders ausgedrückt: Die Druckbehältervorrichtung oder die gesamte Anordnung muss keine Funktion hinsichtlich Schüttgutverlagerung durch Verlagerung des Hochdruckbehandlungsvolumens übernehmen. Jedenfalls ist bei ortsfester Anordnung keine Verlagerung des Hochdruckbehandlungsvolumens relativ zu den weiteren Komponenten der Anordnung erforderlich. Mittels des Hochdruckbehandlungsvolumens muss dabei auch keine Materialfluss-Funktion erfüllt werden. Anders ausgedrückt: Das

Hochdruckbehandlungsvolumen muss erfindungsgemäß nicht bewegt werden (weder absolut noch relativ), um die Kontinuität des Verfahrens (kontinuierlicher Materialfluss) sicherstellen zu können. Vielmehr kann das Schüttgut dem Hochdruckbehandlungsvolumen zugeführt und wieder daraus ausgetragen werden, ohne die Hochdruckbehandlung unterbrechen zu müssen. Innerhalb des Hochdruckbehandlungsvolumens können wahlweise zwar eine oder mehrere (kontinuierliche oder diskontinuierliche) Stellbewegungen durchgeführt werden, insbesondere zur Definition einer bestimmten Art und Weise des Materialflusses bei der kontinuierlichen Hochdruckbehandlung, das Hochdruckbehandlungsvolumen kann dabei jedoch ortsfest angeordnet bleiben. Dies erleichtert nicht zuletzt die Kopplung des Hochdruckbehandlungsvolumens an die erste und dritte Schrittfolge, und nicht zuletzt ergeben sich auch Vorteile hinsichtlich der druckdichten Ausgestaltung der gesamten Anordnung.

Als ein einzelnes bzw. einziges Hochdruckbehandlungsvolumen ist dabei eine Ausgestaltung zu verstehen, bei welcher die Hochdruckbehandlung nicht in aufeinanderfolgenden einzelnen Volumina durchgeführt werden muss, sondern bei welcher die jeweilige Charge nur einmalig in einem einzigen Behälter, in einer einzigen Kavität oder in einem einzigen Volumen angeordnet wird und darin hochdruckbehandelt wird. Das Hochdruckbehandlungsvolumen kann dabei den gesamten für die Hochdruckbehandlung vorgesehenen Materialfluss-Pfad des Schüttguts umgrenzen. Das Hochdruckbehandlungsvolumen kann demnach auch als eine hochdruckdicht von der Druckbehältervorrichtung umschlossene Hochdruckbehandlungskavität beschrieben werden.

Bei vielen Anwendungen ist für eine Extraktionsphase deutlich mehr Zeit erforderlich als für eine Imprägnierungsphase, insbesondere bei einer Naturstoffextraktion. Die für die Auslegung des Verfahrens beachtliche Hochdruckbehandlungszeit kann vornehmlich von der für die Extraktion erforderlichen Zeit vorgegeben werden. Wahlweise können die Start- /Endzeitpunkte (im Sinne einer Verweilzeit für das Schüttgut) der jeweiligen Phase der Hochdruckbehandlung und deren Dauer jeweils individuell in Abhängigkeit von Schüttgut und Medium eingestellt werden.

Dabei kann auch eine Verfahrensweise bei Materialfluss und Hochdruckmedium im Gegenstrom zueinander vorteilhaft sein. Bei einer Extraktion kann das Hochdruckmedium einem verwendeten Extraktionsmedium entsprechen. Die Art und Weise der Führung und Weiterleitung von Schüttgut und Hochdruckmedium kann erfindungsgemäß auf sehr variantenreiche Weise und sehr flexibel an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden (z.B. Druckniveau, Art des Schüttguts, Art des Lösungsmittels). Wahlweise können Hochdruckmedium, insbesondere Extraktionsmedium, und Schüttgut auch in derselben Richtung gefördert werden.

Dabei kann insbesondere bei Extraktion von Lösungsmittel(n), insbesondere auch bei Aerogelen als Ausgangsmaterial, eine Neigung der Druckbehältervorrichtung bzw. des Hochdruckbehandlungsvolumens gegenüber der Horizontalen vorteilhaft sein, insbesondere hinsichtlich Ablaufen bzw. Austragen von flüssigem Lösungsmittel. Dafür hat sich ein Winkel im Bereich von 10 bis 30° gegenüber der Horizontalen oder optional auch gegenüber der Vertikalen als vorteilhaft erwiesen. Die Neigung kann auf- oder absteigend sein.

In der ersten Schrittfolge V1 wird ein Hochdruck aufgebaut. Dies kann insbesondere gemäß zweier Varianten erfolgen. Einerseits kann eine Hochdruckpumpe vorgesehen werden, welche optional auch mehrere Köpfe aufweisen kann. Alternativ können auch mehrere Hochdruckpumpen parallel zum Einsatz kommen. Andererseits kann die erste Schrittfolge V1 bei bereits erfolgtem Druckaufbau im Wesentlichen nur noch dafür vorgesehen sein, eine jeweilige Schüttgut-Charge für die Druckbehältervorrichtung bzw. für die zweite Schrittfolge V2 bereitzustellen.

Für die dritte Schrittfolge V3 (Entspannungseinrichtung) können mehrere Entspannungseinheiten bzw. Entspannungsbehälter vorgesehen sein. Dies kann die Flexibilität oder Variabilität hinsichtlich Austragen von Schüttgut steigern. Die Entspannung erfolgt bevorzugt auf diskontinuierliche Weise, je nach Hochdruckniveau insbesondere in mehreren Stufen. Der jeweilige Behälter kann dafür abgesperrt werden.

In der dritten Schrittfolge V3 kann wahlweise auch eine vergleichsweise lange Entspannungsleitung vorgesehen sein, insbesondere unmittelbar stromab von der zweiten Schrittfolge V2. Die Entspannungsleitung ermöglicht eine konstruktiv sehr einfache und robuste Anordnung und kann den Verfahrens- oder anlagentechnischen Aufwand für die Entspannung V3 minimieren.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung, womit die Extraktion kontinuierlich ablaufen kann, insbesondere derart, dass ein bisher jedenfalls in separaten Schritten im Batch-Betrieb betriebener Zyklus aus Beladen, Druckaufbau, Hochdruckbehandlung bzw. Extraktion, Entspannung und Entladen zumindest bezüglich der Hochdruckbehandlung bzw. Extraktion auf kontinuierliche Weise betrieben werden kann, so dass die Art und Weise der Hochdruckbehandlung von den vor- und nachbereitenden Prozessschritten entkoppelt werden kann. Hierdurch kann neben Vorteilen hinsichtlich Variabilität und Individualisierbarkeit und Regelbarkeit des Hochdruckbehandlungsprozesses auch eine höhere Produktionskapazität realisiert werden als mittels einer klassischen Anordnung (bei vergleichbarer Anlagengröße). Verfahrenstechnische Vorteile lassen sich insbesondere deshalb realisieren, da die Hochdruckbehandlung nicht in einem in der ersten Schrittfolge V1 (Druckbeaufschlagung) und/oder in der dritten Schrittfolge V3 (Entspannung) gewählten Zyklus erfolgen muss.

Erfindungsgemäß kann das Granulat (Schüttgut) bei Extraktionsdruck in den Hochdruckbehälter eingebracht und nach einer definierten Zeit wieder ausgebracht werden, ohne das Hochdruckbehandlungsniveau verändern zu müssen. Dabei kann z.B. auch kontinuierlich Extraktionsmedium durch den Hochdruckbehälter gefördert werden.

Die hier beschriebenen Varianten für die Realisierung des Materialflusses sind insbesondere auch bei krassen Volumenänderungen vorteilhaft. Beispielsweise kann eine Druckbehältervorrichtung mit einer translatorischen Fördereinrichtung in Ausgestaltung als Schubstange mit schwenkbar daran gelagerten Platten zur Definition von hintereinandergeschalteten Kavitäten für Teilchargen im Hochdruckbehandlungsvolumen in der jeweiligen Kavität bis zur halben maximalen Füllhöhe mit Schüttgut befüllt werden, in Bezug auf ein Volumen des nicht expandierten Schüttgutes, so dass für die Hochdruckbehandlung eine Verdoppelung des Volumens des Schüttgutes beim schrittweisen Durchlaufen des Hochdruckbehandlungsvolumens von Kavität zu Kavität tolerabel ist.

Im Gegensatz dazu kann bei einer bisher üblicherweise durchgeführten diskontinuierlichen, (teil-)chargenweisen Verfahrensführung (Batch-Betrieb) das Ausgangsmaterial für die Extraktion in vielen Fällen nur bis zu einer bestimmten Höhe aufgeschichtet werden, insbesondere um eine zu starke Kompression zu vermeiden. Dabei wird ein Druckbehälter zyklisch befüllt, mit Hochdruck beaufschlagt, und zur Hochdruckbehandlung von Extraktionsmedium durchströmt. Daraufhin wird der Druckbehälter entspannt und wieder entleert. Bei einer diskontinuierlichen, (teil-)chargenweisen Verfahrensführung sind die Druckbeaufschlagung und das Hochdruckbehandeln abhängig vom Materialfluss. Der Materialfluss kann nur in Abhängigkeit der Druckverhältnisse erfolgen. Insbesondere muss eine Entspannung auf einen Druck deutlich unter dem erforderlichen Hochdruckniveau erfolgen, um das Schüttgut weiter fördern zu können. Die diskontinuierliche, chargenweise Verfahrensführung (Batch-Betrieb) ist daher zumindest hinsichtlich der erforderlichen Druckschwankungen vergleichsweise aufwändig, denn es ist zumindest eine Entspannung bzw. Druckminderung des Hochdruckniveaus jeweils für eine jeweilige Charge erforderlich.

Erfindungsgemäß können der Druckaufbau, die Hochdruckbehandlung und die Entspannung räumlich voneinander getrennt werden. Insbesondere kann in einem ersten Volumen das Schüttgut auf Druck gebracht und in ein zweites Volumen (Hochdruckbehandlungsvolumen) gefördert werden. Im zweiten Volumen herrscht zu jeder Zeit der Prozessdruck, so dass im zweiten Volumen die Hochdruckbehandlung auf kontinuierliche Weise erfolgen kann. Das behandelte Schüttgut (Granulat) wird ausgehend vom zweiten Volumen (kontinuierlich oder in einzelnen Teilchargen) in ein drittes Volumen gefördert, in welchem die Entspannung erfolgen kann. Im Folgenden werden erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Anordnung bzw. die erfindungsgemäße Verfahrensweise insbesondere auch für Schüttgüter in Ausgestaltung als Aerogele (bzw. Aerogel- Körper) vorteilhaft ist. Insbesondere bei Aerogelen kann eine Extraktion von Lösungsmitteln gewünscht/erforderlich sein. Insbesondere bei Aerogelen (hochporösen Festkörpern) kann eine Volumenänderung, insbesondere Volumenzunahme, bei der Hochdruckbehandlung besonders stark sein, beispielsweise im Bereich von Faktor 10, oder anders ausgedrückt, beispielsweise im Bereich von 2-3facher Radius-Vergrößerung. Die hier beschriebenen Varianten für die Realisierung des Materialflusses sind insbesondere auch bei krassen Volumenänderungen vorteilhaft. Beispielsweise kann eine Druckbehältervorrichtung mit einer Fördereinrichtung in Ausgestaltung als Förderschnecke, insbesondere in horizontaler Ausrichtung, bis zur halben maximalen Füllhöhe mit Schüttgut befüllt werden, in Bezug auf ein Volumen des nicht expandierten Schüttgutes, so dass für die Hochdruckbehandlung eine Verdoppelung des Volumens des Schüttgutes tolerabel ist.

Erfindungsgemäß kann körniges Ausgangsmaterial (Schüttgut in Ausgestaltung als Granulat, Aerogel- Körper, Pellets, Pulver, Bohnen und/oder Partikel) auf kontinuierliche Weise extraktiv von einer Beladung befreit werden, insbesondere von Lösungsmittel(n). Dabei kann auch eine überkritische Trocknung erfolgen, insbesondere mittels C0 ₂ . Unter dem Begriff „überkritische Trocknung“ ist dabei eine Trocknung insbesondere im Sinne einer Extraktion von Lösungsmitteln und/oder Wasser mittels Extraktionsmedium (z.B. C0 ₂ ) zu verstehen, dessen Zustand über dem kritischen Punkt (bzw. über der kritischen Linie oder Fläche) liegt.

Eines der Ausführungsbeispiele (insbesondere eine erste Variante) kann insbesondere folgende Komponenten aufweisen:

Druckbeaufschlagungseinrichtung mit wenigstens einer Pumpe eingerichtet zum Beaufschlagen des Granulats mit Hochdruck in der ersten Schrittfolge V1 ; Druckbehältervorrichtung, insbesondere in Ausgestaltung als Hochdruck-Extraktor, insbesondere als vertikal ausgerichteter Extraktor, für die zweite Schrittfolge V2;

Fördereinrichtung, insbesondere Förderschnecke, insbesondere angeordnet entlang der Längsachse der Druckbehältervorrichtung;

Ein-/Auslassorgan und wahlweise auch Ein-/Ausströmarmatur, insbesondere jeweils umfassend einen Stutzen (Anschluss), wobei das Auslassorgan Teil einer Auslassarmatur insbesondere auch umfassend ein Fallrohr sein kann;

Entspannungseinrichtung mit wenigstens einem Entspannungsbehälter

(Entspannungseinheit), für die dritte Schrittfolge V3.

Beispielhafte Funktionsweise: Granulat bzw. Schüttgut wird unter Hochdruck in die Druckbehältervorrichtung zugeführt, insbesondere auf das untere Ende einer Fördereinrichtung geleitet oder auf die obere Seite einer translatorisch verlagerbaren und/oder schwenkbaren Ebene geleitet, und/oder das Granulat (insbesondere eine Teil- Charge) wird von einem Teilvolumen zu einem benachbarten Teilvolumen gefördert. Optional fördert eine/die Fördereinrichtung das Schüttgut im Hochdruckbehandlungsvolumen durch Verlagern des Schüttguts entlang des Materialfluss-Pfades im

Hochdruckbehandlungsvolumen, insbesondere nach oben und weiter in ein Fallrohr. Gleichzeitig wird Extraktionsmedium, insbesondere C0 ₂ durch einen Stutzen (Anschluss) in das Hochdruckbehandlungsvolumen eingeleitet, welches die Schüttung im Gegenstrom durchströmt, dabei von Lösungsmittel befreit und das Hochdruckbehandlungsvolumen durch einen weiteren Stutzen wieder verlässt. Flüssiges Lösungsmittel sammelt sich am Boden des Hochdruckbehandlungsvolumens und wird dort durch einen Stutzen bzw. Auslass ausgebracht. Das Schüttgut wird nach (kontinuierlichem oder diskontinuierlichem) Austragen aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen in einen von mehreren Entspannungsbehältern geleitet. Diese werden mit einer Armatur abgesperrt, woraufhin die Entspannung im jeweiligen Entspannungsbehälter erfolgen kann.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel (insbesondere eine zweite Variante) kann in Abwandlung oder in Ergänzung zur zuvor beschriebenen Variante insbesondere die folgenden Komponenten aufweisen:

horizontal oder leicht geneigte Druckbehältervorrichtung mit Extraktor (Druckbehältervorrichtung eingerichtet zur Extraktion); Fördereinrichtung, insbesondere Förderschnecke, insbesondere mit deren Längsachse in derselben Ausrichtung wie die Druckbehältervorrichtung, insbesondere in horizontaler oder leicht geneigter Ausrichtung; oder

schwenkbare und/oder translatorisch verlagerbare Ebenen bzw. Platten, einzeln oder paarweise angeordnet in einer Mehrzahl von translatorischen Längs-Positionen.

Die Fördereinrichtung ist insbesondere innerhalb eines Rohres aus Lochblech oder Drahtgewebe (innerhalb vom Hochdruckbehandlungsvolumen angeordnete, innenliegende Abschottung) angeordnet, welches für Fluide durchlässig ist, jedoch als Abschottung für das Schüttgut wirkt.

Weitere beispielhafte Funktionsweise: Das Schüttgut wird wie bereits beschrieben auf Druck gebracht und am entsprechenden Stutzen (Einlassarmatur) in das Hochdruckbehandlungsvolumen eingebracht. In einer vordefinierbaren Zeiteinheit wird das Schüttgut mittels der Fördereinrichtung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert, während gleichzeitig C0 ₂ durch die Schüttung geleitet wird, zur Extraktion des Lösungsmittels aus dem Schüttgut. Flüssiges Lösungsmittel kann dabei durch eine fluiddurchlässige Wandung (innenliegende Abschottung z.B. mit Lochblech) gelangen und an einer Austrittsstelle, insbesondere an einer Unterseite der Druckbehältervorrichtung gesammelt und ausgebracht werden. Das Schüttgut kann z.B. dadurch ausgetragen werden, dass es an einem Ende des Rohres/Extraktors in einen Austrittsstutzen fällt bzw. ausgeleitet wird. Die Entspannung kann wie in der zuvor beschriebenen Variante ausgeführt werden.

Alternativ kann für die Entspannung auch ein Kolbenmotor mit (in Bezug auf eine Pumpe) umgekehrter Funktionsweise verwendet werden. Dieser Kolbenmotor ist bevorzugt derart verschaltet, dass mechanische Energie zurückgewonnen wird, welche bevorzugt zum Druckaufbau in der ersten Schrittfolge V1 verwendet wird. Beide Vorgänge (Kompression und Entspannung) sind dann bevorzugt mechanisch gekoppelt. Als weitere Ausführungsform kann die Entspannung über den Druckverlust in einer langen Entspannungsleitung realisiert werden. Anders ausgedrückt: Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann auch in energetischer Hinsicht vorteilhaft sein, insbesondere bei Verwendung eines Entspannungsmotors. Als Entspannungsmotor ist dabei eine Einheit zu verstehen, welche eingerichtet ist, dem Hochdruckmedium Energie über mechanische Arbeit bei der Entspannung zu entziehen, insbesondere mittels vom Hochdruckmedium angetriebenen Kolben oder Turbinen.

Beispielsweise kann eine Entspannung in der dritten Schrittfolge V3 insbesondere gemäß wenigstens zwei unterschiedlichen Varianten erfolgen: Entspannung in oder mittels eines druckgetriebenen Kolbens; Entspannung in vordefiniertem Entspannungsvolumen (Kavität mit vordefinierter Größe/Geometrie). Dabei kann auch eine Druckübersetzung erfolgen. Dabei kann auch eine Volumenänderung direkt in der (jeweiligen) Auslassarmatur erfolgen, bei variabler Transfer-Kavität (insbesondere bereitgestellt durch einen druckgetriebenen Kolben). Mittels des Kolbens kann Entspannungsenergie zurückgewonnen werden.

Weitere beispielhafte Funktionsweise: Das Schüttgut wird in der ersten Schrittfolge V1 mittels wenigstens einer Pumpe mit Druck beaufschlagt und in das Hochdruckbehandlungsvolumen der Druckbehältervorrichtung gefördert. Das Hochdruckbehandlungsvolumen wird im Gegenstrom durchströmt (insbesondere mit C0 ₂ ), um eine Extraktion zu realisieren. Das C0 ₂ (Extraktionsmedium) wird an einem Stutzen eingeleitet und verlässt das Hochdruckbehandlungsvolumen an einem weiteren Stutzen. Flüssiges Lösungsmittel wird an einem weiteren Stutzen abgeleitet. Die Stutzen sind jeweils mit Rückhalteeinrichtungen für Schüttgut ausgerüstet, z.B. mit Siebplatten. Am auslassseitigen Ende des Rohres wird eine Entspannung durch die dritte Schrittfolge V3 vorbereitet, insbesondere mittels eines Kolbenmotors. Das Schüttgut kann dabei mittels rotatorischer Stellbewegungen verlagert werden.

Dabei können auch extern bedienbare/entsperrbare Rückschlagventile vorgesehen sein/werden, insbesondere um ein geregeltes Fördern des Schüttguts zu erleichtern.

Vorteilhafter Weise kann die Druckbehältervorrichtung bei der jeweiligen Funktionsweise stark ausgelastet sein, insbesondere in räumlicher Hinsicht zu nahezu 100% bezüglich des zur Hochdruckbehandlung verfügbaren Volumens, und insbesondere auch zu 100% in zeitlicher Hinsicht (gar keine Zeitintervalle ohne Hochdruckbehandlung). Druckaufbau- oder Entspannungsphasen sind nicht erforderlich. Im Vergleich zu einem diskontinuierlichen Prozess ist dabei wenn überhaupt dann nur ein Bruchteil der Lastwechsel erforderlich. Letztlich ergeben sich auch wirtschaftliche Vorteile, insbesondere dank hohen Durchsatzes von Schüttgut.

Gemäß einer Ausführungsform werden während der Hochdruckbehandlung einzelne Teilchargen dem Hochdruckbehandlungsvolumen zugeführt und/oder aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen ausgetragen. Die Handhabung des Materialflusses in Teilchargen kann auch Vorteile hinsichtlich des Druckaufbaus und hinsichtlich der Entspannung liefern.

Gemäß einer Ausführungsform wird beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln durch die rotatorische Stellbewegung eine stetige Verlagerungsgeschwindigkeit des Schüttguts oder eine Taktung einer diskontinuierlichen teilchargenweisen Verlagerung, insbesondere zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen, und dadurch die Verweilzeit oder die Hochdruckbehandlungszeit für das Schüttgut im Hochdruckbehandlungsvolumen eingestellt. Dies liefert auch eine vorteilhafte Verteilung, Durchmischung und/oder Umströmung des Schüttguts bzw. der jeweiligen Charge. Zudem kann das für die Hochdruckbehandlung zur Verfügung stehende Volumen gut ausgenutzt werden, insbesondere indem die Schüttung volumetrisch auch in Hinblick auf Volumenzunahmen auf das verfügbare Hochdruckbehandlungsvolumen angepasst wird.

Gemäß einer Ausführungsform wird beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln der Schüttgut-Materialfluss geregelt, indem das Schüttgut in Abhängigkeit der Größe und/oder einer zeitlichen Taktung zugeführter (Teil-)Chargen kontinuierlich oder in einzelnen diskontinuierlichen Teilchargen im Hochdruckbehandlungsvolumen durch die rotatorische Stellbewegung verlagert wird. Diese Einsteilbarkeit kann die Variabilität des gesamten Prozesses weiter verbessern.

Dabei kann auch eine Taktung mit wechselnder Richtung einer Stellbewegung vorgesehen sein, beispielsweise für eine Hin- und Her-Bewegung. Optional können dabei der Einlass und der Auslass an derselben Seite der Druckbehältervorrichtung vorgesehen sein. Wahlweise kann die Materialflussrichtung innerhalb des Hochdruckbehandlungsvolumens umgekehrt werden, insbesondere durch Umschalten der Drehrichtung wenigstens eines rotativen Stellorgans. In einer vorteilhaften Anordnung ist die Druckbehältervorrichtung geneigt angeordnet, insbesondere mit einer Neigung der Längsachse im Bereich von ca. 10 bis 30 Grad gegenüber der Horizontalebene, wobei die Neigung in Materialflussrichtung auf- oder absteigend sein kann. Insbesondere bei einer geneigten Anordnung kann der

Materialflusspfad lateral durch ein gasdurchlässiges Rohr oder Schott oder Platte begrenzt sein.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein Fluidisieren des Schüttguts, insbesondere im Sinne einer Wirbelschicht (aktives Erzeugen oder Regeln des Übergangs von einem Festbett zu einem Fließbett). Die Wrbelschicht wird insbesondere ausschließlich mittels Extraktionsmedium erzeugt. Vorteilhafter Weise wird das Schüttgut in eine Wrbelschicht eingebracht, in welcher nur eine Hochdruckbehandlungsebene für das Fließbett vorgesehen ist (insbesondere in Ausgestaltung als verlagerbare bzw. schwenkbare Klappenebene oder als verdrehbare bzw. rotierende Plattenebene), insbesondere an einem unteren Ende der

Druckbehältervorrichtung. Das Fließbett kann beidseitig durch eine von mehreren Hochdruckbehandlungsebenen abgeschottet sein. Die entsprechende Behandlungsebene kann vor Entnahme des Schüttguts abgeschottet bzw. geschlossen werden (Schüttgut wird aufgefangen). Die Wrbelschicht kann dabei auch auf mehreren Behandlungsebenen ausgebildet werden, insbesondere auf mehreren Ebenen übereinander (Wrbelschicht in weiterem Sinne). Die Wirbelschicht ermöglicht, vorteilhafte Stofftransporteigenschaften in Kombination mit uneingeschränkter Expansionsmöglichkeit der behandelten Schüttgüter zu realisieren. Beispielsweise bei Polystyrol (PS)-Granulaten kann auch eine gezielte Oberflächenbehandlung erfolgen. Beispielsweise bei Polystyrol (PS)-Granulaten kann auch eine gezielte Oberflächenbehandlung erfolgen.

Nach erfolgter Hochdruckbehandlung wird der Gasstrom bevorzugt reduziert (verringerter Durchsatz), und das Schüttgut kann auf der (jeweiligen) Behandlungsebene gesammelt werden. Das Hochdruckbehandlungsvolumen kann dabei als ein einzelnes Volumen für den gesamten Hochdruckprozess bereitgestellt werden, also für die gesamte Hochdruckbehandlungsstufe V2. Anders ausgedrückt: Es ist nicht erforderlich, eine Mehrzahl von Hochdruckstufen vorzusehen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Hochdruckbehandlungs-Schrittfolge V2 ausschließlich auf dem einen (einzigen) Hochdruckniveau durchgeführt. Hierdurch ergeben sich nicht zuletzt Zeitvorteile. Druckschwankungen müssen nicht auf- oder abgebaut werden. Der Prozess wird schlanker und nicht zuletzt auch kostengünstiger und energieeffizienter. Indem das eine (einzige) Hochdruckniveau gehalten werden kann, wird der kontinuierliche Prozess auch exakter, denn ohne das Erfordernis von Druckschwankungen kann insbesondere über die Verweilzeit auf möglichst exakte Weise der Effekt der Hochdruckbehandlung auf das Schüttgut eingestellt werden, insbesondere in Abhängigkeit eines einzigen vordefinierten/vordefinierbaren Druckniveaus.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden während der Hochdruckbehandlung einzelne in der ersten Schrittfolge generierte Schüttgut-Teilchargen dem Hochdruckbehandlungsvolumen zugeführt, wobei die Teilchargen eine Charge unter kontinuierlicher Hochdruckbehandlung bilden. Hierdurch können die einzelnen Schrittfolgen nicht zuletzt auch auf vorteilhafte Weise verfahrenstechnisch voneinander entkoppelt werden. Die erste Schrittfolge kann z.B. hinsichtlich Größe der Teilcharge und hinsichtlich Druckstufen optimiert werden, ohne dass dadurch die zweite Schrittfolge verändert oder angepasst werden muss. Die zweite Schrittfolge kann abgesehen von der Zuführung von Schüttgut auch hinsichtlich kontinuierlichem oder diskontinuierlichem Materialfluss im Hochdruckbehandlungsvolumen von der ersten Schrittfolge entkoppelt bleiben und individuell geregelt und optimiert werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht demnach auch eine beträchtliche Vereinfachung beim Optimieren von Verfahrensparametern der zweiten Schrittfolge.

Das Zuführen von Teilchargen kann gemäß einer Variante auch bereits auf dem Soll- Hochdruckniveau erfolgen. Wahlweise kann das Druckniveau in einer Einlass-Armatur auch kleiner sein als das Hochdruckniveau, insbesondere auch bei einer schwerkraftgetriebenen Zufuhr von Schüttgut. Bevorzugt ist der ausgangsseitig von der ersten Schrittfolge bereitgestellte Druck mindestens so hoch wie das Hochdruckniveau. Dies kann insbesondere auch den Materialfluss begünstigen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden während der Hochdruckbehandlung einzelne Teilchargen aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen ausgetragen. Hierdurch kann auch der Materialfluss im Hochdruckbehandlungsvolumen optimiert werden. Insbesondere bei empfindlichem Schüttgut, welches beispielsweise nicht stark mechanisch komprimiert werden darf, kann das Arbeiten in Teilchargen insbesondere auf einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen vorteilhaft sein.

Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen hinsichtlich einer regelungstechnischen Abstimmung aller drei Schrittfolgen V1 , V2 und V3 erläutert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird in der ersten Schrittfolge Druckbeaufschlagung die (teil-)chargenweise einstellbare Schüttgut-Materialflussmenge, insbesondere die Größe der jeweiligen (Teil-)Charge und/oder eine zeitliche Taktung der (Teil-)Charge, als Funktion des in der Hochdruckbehandlungs-Schrittfolge vorgesehenen Schüttgut-Durchsatzes (absoluter Materialfluss) oder des Hochdruckniveaus geregelt. Indem in der ersten Schrittfolge über eine Anpassung von (Teil-)Chargengrößen oder Taktungen auf die Anforderungen oder Verfahrensparameter der zweiten Schrittfolge eine prozesstechnische Abstimmung erfolgt, kann das Einstellen von Verfahrensparametern in der zweiten Schrittfolge so flexibel wie möglich bleiben. Erfindungsgemäß ergeben sich daher große Optimierungspotentiale und eine große Variantenvielfalt für die zweite Schrittfolge, was das Anwendungsspektrum der Hochdruckbehandlung verbreitert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird in der dritten Schrittfolge Entspannung die chargenweise Schüttgut-Materialflussmenge, insbesondere die Größe der jeweiligen (Teil- )Charge und/oder eine zeitliche Taktung der (Teil-)Chargen, als Funktion des Schüttgut- Materialflusses oder des Hochdruckniveaus in der Hochdruckbehandlungs-Schrittfolge geregelt. Auch dies ermöglicht, die zweite Schrittfolge hinsichtlich Materialfluss zu optimieren und möglichst fokussiert hinsichtlich der Hochdruckbehandlung als solcher optimieren zu können. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine/die jeweilige durch die erste Schrittfolge Druckbeaufschlagung bereitgestellte Schüttgut-Teilcharge im Volumen oder in der Masse kleiner als die Charge unter kontinuierlicher Hochdruckbehandlung, also kleiner als die bei der Hochdruckbehandlung behandelte oder verlagerte Menge an Schüttgut, insbesondere um den Faktor 3 bis 1000 kleiner. Hierdurch ergibt sich auch eine große verfahrenstechnische Flexibilität. Der Faktor kann beispielsweise auch bei 10 oder 100 liegen, je nach Anwendung, und je nach Art des Schüttguts.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln durch Regeln einer insbesondere konstanten Verlagerungsgeschwindigkeit des Schüttguts (bevorzugt stetige Bewegung, kontinuierlicher Materialfluss) oder durch Regeln einer Taktung einer diskontinuierlichen Verlagerung von hochdruckbehandelten Teilchargen zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen die Verweilzeit oder die Hochdruckbehandlungszeit für das Schüttgut im Hochdruckbehandlungsvolumen eingestellt. Hierdurch können die gewünschten Effekte der Hochdruckbehandlung trotz Kontinuität des Verfahrens auf vergleichsweise exakte Weise eingestellt bzw. optimiert werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln der Schüttgut-Materialfluss geregelt, indem das Schüttgut in Abhängigkeit der Größe und/oder einer zeitlichen Taktung zugeführter Teilchargen kontinuierlich oder in einzelnen diskontinuierlichen Teilchargen im Hochdruckbehandlungsvolumen verlagert wird. Dies liefert Flexibilität und Variantenvielfalt auch hinsichtlich Materialfluss während der Hochdruckbehandlung, so dass sich ein breites Anwendungsspektrum für diverse Schüttgüter erschließen lässt.

Die Erfindung basiert dabei auch auf dem Konzept, die einzelnen Schrittfolgen räumlich voneinander zu trennen oder trennen zu können. Durch die Entkopplung des Materialflusses in der ersten und dritten Schrittfolge jeweils vom Materialfluss in der zweiten Schrittfolge kann optional eine räumliche Entkopplung erfolgen. Dies hat nicht nur räumliche Vorteile, sondern liefert auch große Freiheitsgrade bei der Auslegung des Prozesses, insbesondere bei der Wahl der vorteilhaftesten Anlagenkomponenten für die Hochdruckbehandlung. Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen hinsichtlich der Schrittfolge Hochdruckbehandlung V2 erläutert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Schüttgut für die Hochdruckbehandlung V2 auf wenigstens einer vordefinierten ersten Hochdruckbehandlungsebene angeordnet und ausgehend von dieser ersten Hochdruckbehandlungsebene kontinuierlich oder zwischen weiteren Hochdruckbehandlungsebenen (also von Hochdruckbehandlungsebene zu Hochdruckbehandlungsebene) im Hochdruckbehandlungsvolumen während der Hochdruckbehandlung V2 durch die rotatorische bzw. translatorische Stellbewegung und/oder in Reaktion auf die rotatorische bzw. translatorische Stellbewegung verlagert. Hierdurch kann insbesondere auch empfindliches Schüttgut auf effiziente Weise behandelt werden. Eine Anordnung auf einzelnen Ebenen kann auch Vorteile hinsichtlich einer möglichst homogenen Durchströmung mit Hochdruckmedium liefern.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts in einer vordefinierten Materialflussrichtung im Hochdruckbehandlungsvolumen, insbesondere in horizontaler, vertikaler oder in schräg nach oben geneigter Richtung. Hierdurch kann auch eine Abstimmung von Materialflussrichtung und Strömungsrichtung von Hochdruckmedium erfolgen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird durch ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts (Schüttgut stetig in Bewegung) oder durch ein diskontinuierliches Verlagern zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen beim Hochdruckbehandeln eine Verweilzeit des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen eingestellt, insbesondere durch Einstellen einer Drehgeschwindigkeit von rotatorischen Stellorganen und/oder durch Taktung von rotatorischen bzw. translatorischen Stellorganen oder optional auch gravitationskraftgetrieben oder optional zusätzlich auch durch Einstellen der Geschwindigkeit oder durch Taktung von optional zusätzlich vorgesehenen translatorischen Stellorganen. Hierdurch kann auf exakte Weise Einfluss auf die Effekte der Hochdruckbehandlung genommen werden, insbesondere örtlich unabhängig und prozesstechnisch unabhängig von der ersten und dritten Schrittfolge. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts in zwei unterschiedlichen vordefinierten Materialflussrichtungen im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi, insbesondere in zwei entgegengesetzten Materialflussrichtungen, nämlich ein einer ersten durch die rotatorische bzw. translatorische Stellbewegung vorgegebenen Materialflussrichtung und in einer zweiten gravitationskraftgetriebenen Materialflussrichtung. Hierdurch lassen sich auch vorteilhafte Ausgestaltungen für das Verlagern des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen realisieren. Zudem kann der Eintrag und der Austrag des Materials optional an demselben Ende der Druckbehältervorrichtung erfolgen, z.B. am Boden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts entgegen der Schwerkraft (bzw. Gravitationskraft) durch Zuführen von potentieller Energie in das Schüttgut durch die rotatorische bzw. translatorische Stellbewegung. Hierdurch lässt sich insbesondere auch das Austragen von Schüttgut aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen optimieren.

Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen hinsichtlich der Art und Weise des Verlagerns von Schüttgut in der Schrittfolge Hochdruckbehandlung V2 erläutert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts oder ein diskontinuierliches Verlagern zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen jeweils durch eine Rotation bzw. Translation, insbesondere durch eine Rotation bzw. Translation wenigstens eines rotatorischen bzw. translatorischen Stellorgans um eine in Materialflussrichtung ausgerichtete Drehachse. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein teilchargenweises Verlagern des Schüttguts durch eine Rotation bzw. Translation, insbesondere durch zeitlich getaktete Rotation bzw. Translation wenigstens eines rotatorischen bzw. translatorischen Stellorgans. Hierdurch kann jeweils eine Verlagerung des Schüttguts auf technisch einfache und exakte Weise realisiert werden. Die rotatorische Stellbewegung lässt sich auf vorteilhafte Weise in das Hochdruckbehandlungsvolumen einkoppeln. Das kontinuierliche Hochdruckbehandeln kann wahlweise auch ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts oder ein diskontinuierliches Verlagern zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen jeweils durch Translation wenigstens eines optional zusätzlich vorgesehenen translatorischen Stellorgans umfassen, in Ergänzung zu wenigstens einer rotativen Stellbewegung. Hierdurch kann insbesondere auch eine Entkopplung des Materialflusses von der Schwerkraft erfolgen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln zumindest abschnittsweise ein autonom-gravitationskraftgetriebenes kontinuierliches Verlagern des Schüttguts. Dies liefert insbesondere auch einen schlanken vorrichtungstechnischen Aufbau, wobei der Materialfluss zumindest abschnittsweise auf autonome Weise erfolgen kann, beispielsweise in Verbindung mit einem Fallrohr.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein Fluidisieren des Schüttguts, insbesondere in wenigstens einer Wirbelschicht, insbesondere in einem ausgangsseitigen Bereich der Druckbehältervorrichtung. Hierdurch kann insbesondere auch ein effektiver Stofftransport sichergestellt werden, also eine effiziente Hochdruckbehandlung. Die wenigstens eine Wirbelschicht wird insbesondere ausschließlich mittels Extraktionsmedium erzeugt.

Sofern das Hochdruckbehandlungsvolumen durch ein einziges zusammenhängendes Kompartiment definiert ist bzw. nur eine Hochdruckbehandlungsebene aufweist, kann die Wirbelschicht im gesamten Kompartiment erzeugt werden (Wirbelschicht im klassischen, engeren Sinne). Sofern das Hochdruckbehandlungsvolumen durch eine Mehrzahl von Kompartiment definiert ist und/oder eine Mehrzahl von Hochdruckbehandlungsebenen aufweist, kann die Wirbelschicht auch durch ein turbulentes Strömungsverhalten und ein damit einher gehendes turbulentes Aufwirbeln im jeweiligen Kompartiment bzw. auf der jeweiligen Hochdruckbehandlungsebene eingestellt werden (Wirbelschicht im weiteren Sinne in der Art einer Mehrzahl von turbulenten Wirbelbereichen).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein kontinuierliches Verlagern des Schüttguts durch eine kontinuierliche rotatorische Stellbewegung oder durch mehrere diskontinuierliche translatorische Stellbewegungen, insbesondere mit dem rotatorischen Stellorgan in Ausgestaltung als Förderschnecke oder gekoppelt an eine Förderschnecke, oder insbesondere mit dem translatorischen Stellorgan in Ausgestaltung als Schubstange mit wenigstens einer schwenkbar daran gelagerten gasdurchlässigen Platte. Dies liefert auch einen vorrichtungstechnischen Aufbau für ein breites Anwendungsspektrum. Die Stellachse des rotatorischen Stellorgans kann dabei die Drehachse einer Förderschnecke definieren.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein diskontinuierliches gravitationskraftgetriebenes Verlagern des Schüttguts durch mehrere diskontinuierliche rotatorische Stellbewegungen, insbesondere mit dem rotatorischen Stellorgan in Ausgestaltung als Welle mit wenigstens einer drehfest damit verbundenen gasdurchlässigen Platte mit wenigstens einem Durchlasssegment. Dies ermöglicht auch eine gezielte Einflussnahme auf die Anordnung des Schüttguts bzw. der jeweiligen Teilchargen innerhalb des Hochdruckbehandlungsvolumens. Die rotatorische Stellbewegung kann dabei auch über die jeweilige Hochdruckbehandlungsebene vorgegeben werden (entgegengesetzte Kinematik; vice versa).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein diskontinuierliches Verlagern des Schüttguts in individuell verlagerten/verlagerbaren Teilchargen jeweils zwischen vordefinierten Hochdruckbehandlungsebenen, insbesondere zwischen Hochdruckbehandlungsebenen jeweils definiert durch wenigstens eine horizontale oder gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnete gasdurchlässige Platte oder gasdurchlässiges Schott (insbesondere jeweils rotatorisch aktuierbar). Hierdurch kann insbesondere auch der Materialfluss und der Stofftransport optimiert werden, insbesondere auch bei Schüttgut bzw. Granulat, welches möglichst nur wenig komprimiert oder nur wenig mechanisch oder abrasiv belastet werden darf.

Als Platte kann dabei jede Art von für Fluide durchlässiges oder sperrendes Element verstanden werden, welches eine zumindest teilweise Abtrennung im Hochdruckbehandlungsvolumen ermöglicht und zur Definition einer der Hochdruckbehandlungsebenen (zumindest abschnittsweise) eingerichtet ist. Die Platte kann ortsfest oder verlagerbar angeordnet sein. Die Platte kann insbesondere auch zur Anordnung einer Teilcharge des Schüttguts eingerichtet sein. Wahlweise kann die Platte in geneigter Ausrichtung und/oder wahlweise schwenkbar angeordnet sein, wahlweise auch rotatorisch oder zusätzlich auch translatorisch verlagerbar angeordnet sein, oder vice versa.

Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Schrittfolge Druckbeaufschlagung V1 erläutert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die erste Schrittfolge Druckbeaufschlagung auf diskontinuierlich Weise durchgeführt und umfasst wenigstens einen Schritt aus der folgenden Gruppe: teilchargenweises Druckerzeugen, insbesondere mittels einer Pumpe, und/oder teilchargenweises Zuführen von Schüttgut zur Schrittfolge Hochdruckbehandlung mittels einer die jeweilige Teilcharge aufnehmenden Einlassarmatur. Dabei kann die Einlassarmatur z.B. einen Stempel, eine Sitz-Kegel-Armatur (Armatur im engeren Sinne), einen Kugelhahn und/oder eine Klappe umfassen. Das Prinzip der Verwendung eines Stempels ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 42 16 295 A1 offenbart.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Schrittfolge Druckbeaufschlagung ein teilchargenweises Zuführen von Schüttgut, wobei das teilchargenweise Zuführen mittels einer Einlassarmatur mit wenigstens einem Einlassorgan, insbesondere Ventil und/oder Schleuse (Druckschleuse, Zellradschleuse), durchgeführt wird. Hierdurch kann jeweils der Materialfluss auch von Hochdruckbehandlungsparametern in der zweiten Schrittfolge entkoppelt werden.

Dabei kann das teilchargenweise Zuführen von Schüttgut zur Druckbeaufschlagung und/oder ein teilchargenweises Austragen von Schüttgut nach erfolgter Hochdruckbehandlung auch auf mehrfach abgestuften Druckniveaus, insbesondere auf einem Druckniveau zwischen Umgebungsdruck und Hochdruckniveau durchgeführt werden, insbesondere bei mindestens 2 oder 3bar, insbesondere bei über 6 oder über 10bar. Je nach Anwendungsfall kann der Umgebungsdruck auch in Bezug auf Atmosphärendruck erhöht sein, insbesondere im Bereich von 3 bis 10bar.

Das Fördern von aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen ausgetragenem Schüttgut kann auch basierend auf einer Druckdifferenz erfolgen (Saugförderung). Ein Unterdrück ist nicht erforderlich. Ein Unterdrück kann wahlweise in der dritten Schrittfolge generiert werden, zur Förderung des Schüttguts stromab vom Hochdruckbehandlungsschritt.

Die Einrichtungen in der Schrittfolge Druckbeaufschlagung und in der Schrittfolge Entspannung sind dabei eingerichtet, jeweils individuell oder in der Gesamtheit eine Druckdifferenz von mindestens 40bar sicherzustellen (insbesondere von Umgebungsdruck bzw. Atmosphärendruck bis zum Hochdruckniveau).

Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Schrittfolge Entspannung V3 erläutert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die dritte Schrittfolge Entspannung auf diskontinuierlich Weise durchgeführt und umfasst wenigstens einen Schritt aus der folgenden Gruppe: teilchargenweises Entspannen, insbesondere mittels eines Kolbenmotors, und/oder teilchargenweises Austragen von Schüttgut aus der Schrittfolge Hochdruckbehandlung mittels einer die jeweilige Teilcharge aufnehmenden Auslassarmatur. Dabei kann die Auslassarmatur z.B. einen Stempel, einen Kugelhahn, eine Sitz-Kegel-Armatur (Armatur im engeren Sinne) und/oder eine Klappe umfassen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Schrittfolge Entspannung ein teilchargenweises Austragen von Schüttgut, wobei das teilchargenweise Austragen mittels einer Auslassarmatur mit wenigstens einem Auslassorgan, insbesondere Ventil und/oder Schleuse (Druckschleuse, Zellradschleuse), durchgeführt wird. Hierdurch kann jeweils auch der Materialfluss von Hochdruckbehandlungsparametern in der zweiten Schrittfolge entkoppelt werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird beim teilchargenweisen Zuführen und/oder Austragen von Schüttgut in wenigstens einer der Schrittfolgen Druckbeaufschlagung und Entspannung die Schüttgut-Menge erfasst, insbesondere auf gravimetrische Weise, insbesondere in Bezug auf einzelne Schüttgut-Teilchargen. Dies ermöglicht nicht nur eine Überwachung des Materialflusses, sondern erleichtert auch eine Steuerung bzw. Regelung insbesondere hinsichtlich Teilchargen (insbesondere Zeitpunkte, Volumina). Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt beim teilchargenweisen Zuführen und/oder Austragen von Schüttgut in wenigstens einer der Schrittfolgen Druckbeaufschlagung und Entspannung eine Ansteuerung von Einlass- und/oder Auslassarmaturen, insbesondere in Abhängigkeit von in Echtzeit erfassten gravimetrischen Messwerten von Schüttgut- Teilchargen. Dies begünstigt weitere Optimierungsmaßnahmen insbesondere hinsichtlich Materialfluss.

Im Folgenden werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Schrittfolge Hochdruckbehandlung V2 erläutert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln zumindest ein kontinuierliches Extrahieren, insbesondere Extrahieren von Lösungsmitteln. Dies ermöglicht auch speziell für den Prozess der Extraktion optimierte Prozessparameter. Dies liefert auch verfahrenstechnische Synergien, insbesondere auch in Hinblick auf die Gewinnung oder Wiederverwendung von Lösungsmitteln.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln zumindest ein kontinuierliches Imprägnieren, insbesondere das Imprägnieren von Polymeren. Dies ermöglicht auch speziell für den Prozess der Imprägnierung optimierte Prozessparameter. Hierdurch lassen sich auch verfahrenstechnische Synergieeffekte realisieren. Das Imprägnieren kann auch in Kombination mit wenigstens einer Extraktion durchgeführt werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln sowohl ein kontinuierliches Extrahieren als auch ein kontinuierliches Imprägnieren, insbesondere das Extrahieren von Monomeren und das Imprägnieren mit Additiven. Dies verbreitert auch das Anwendungsspektrum der Erfindung.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Hochdruckbehandeln zumindest ein kontinuierliches Extrahieren von Lösungsmittel(n) und wird oberhalb der kritischen Temperatur und oberhalb des kritischen Drucks des Extraktionsmediums durchgeführt (also überkritisch). Dies liefert insbesondere auch hohe Verfahrens-Effizienz, insbesondere da hierdurch Oberflächenkräfte minimiert werden können und die Extraktion besonders effektiv wird, auch hinsichtlich eines Trocknungseffektes. Somit kann auch ein besonders hoher kontinuierlicher Durchsatz erzielt werden. Als Ausgangsmaterialien können dabei sowohl Flüssigkeiten (Fluide in der Flüssigphase, insbesondere auch zähflüssige Fluide) als auch Feststoffe einer Extraktion unterzogen werden. Als hochdruckbehandelte Schüttgüter können beispielhaft genannt werden:

Granulat (insbesondere Polymer-Granulate), Aerogel-Körper, Pellets, Pulver, Bohnen, Partikel und/oder sonstige rieselfähige Anhäufungen von einer Vielzahl von Körpern.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein Durchströmen des Schüttguts mit Hochdruckmedium, insbesondere im Gegenstrom zu einer kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verlagerung (bzw.

Verlagerungsrichtung/Materialflussrichtung) des Schüttguts. Hierdurch lassen sich auch Vorteile hinsichtlich Stofftransport und Homogenität der Hochdruckbehandlung realisieren.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das kontinuierliche Hochdruckbehandeln bei konstantem Hochdruck oder bei technisch bedingten (je nach Anwendungsfall mehr oder weniger stark spürbaren) unvermeidbaren Druckschwankungen durchgeführt, insbesondere bei einem Hochdruck im Bereich von 500 bis 1000bar. Solche beispielsweise aufgrund von Regelventilen, Pulsationen, Schleusen-Vorgängen oder Temperaturschwankungen systembedingten Druckschwankungen liegen beispielsweise im Bereich von 3 bis 5bar oder im maximal einstelligen Prozentbereich des Hochdruckniveaus. Dieses kontinuierlich konstante Druckniveau ermöglicht auch eine hohe verfahrenstechnische Effizienz. Wahlweise kann eine aktive Druckregelung in Richtung des Soll-Hochdruckniveaus ab einer Druckvariation von 1bar oder 2bar erfolgen, insbesondere falls die technisch bedingten unvermeidbaren Druckschwankungen vergleichsweise stark sind. Im Bereich dieser technisch bedingten Variationen kann das Hochdruckniveau gemäß der vorliegenden Definition als konstant erachtet/definiert werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Druckbehältervorrichtung eine pneumatische, hydraulische, elektrische, elektromagnetische und/oder magnetische Antriebseinheit, welche insbesondere mittels eines Stellorgans an wenigstens eine rotatorisch aktuierbare Behandlungsebene gekoppelt ist. Hierdurch wird die Automatisierung vereinfacht, wobei die Art des Antriebs insbesondere in Abhängigkeit des zu behandelnden Schüttgutes gewählt werden kann. Bei den im Folgenden beschrieben Ausgestaltungen einer translatorischen Aktuierung ergeben sich insbesondere die zuvor im Zusammenhang mit einer rotatorischen Aktuierung geschilderten Vorteile.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das wenigstens eine translatorische Stellorgan als Zug- und/oder Druckstange (uni- oder bidirektional aktuierend) ausgebildet, welche sich in radialer Richtung erstreckt. Dies liefert auch Vorteile hinsichtlich individualisierbarer Regelung einer einzelnen von einer Vielzahl von Hochdruckbehandlungsebenen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wirkt das translatorische Stellorgan fördernd auf das Schüttgut für Materialfluss zumindest annähernd in Richtung der Schwerkraft. Dies hat nicht zuletzt auch Vorteile hinsichtlich gravitationsgetriebenem Austragen von Schüttgut.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird beim kontinuierlichen Hochdruckbehandeln durch die translatorische Stellbewegung eine Verlagerungsgeschwindigkeit oder eine Taktung einer diskontinuierlichen teilchargenweisen Verlagerung eingestellt, insbesondere zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen oder zwischen einzelnen Teilvolumina, wobei dadurch die Verweilzeit oder die Hochdruckbehandlungszeit für das Schüttgut im Hochdruckbehandlungsvolumen eingestellt wird.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Schüttgut während der Hochdruckbehandlung auf diskontinuierliche Weise in Teilchargen durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert, indem das translatorische Stellorgan zwischen einer ersten Hubstellung und einer zweiten Hubstellung hin und her bewegt wird und dabei wenigstens eine Schwenkkinematik zum Durchlässen oder Sperren von Materialfluss aktuiert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Schüttgut während der Hochdruckbehandlung auf diskontinuierliche Weise in Teilchargen durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert, indem das translatorische Stellorgan wenigstens zwei translatorisch verlagerbare Ebenen zwischen einer ersten Hubstellung und einer zweiten Hubstellung hin und her bewegt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Schüttgut während der Hochdruckbehandlung auf diskontinuierliche Weise in Teilchargen durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert, indem das translatorische Stellorgan zwischen einer ersten Hubstellung und einer zweiten Hubstellung hin und her bewegt wird, wobei die jeweilige Hubstellung jeweils durch eine ortsfest angeordnete Hochdruckbehandlungsebene definiert ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Schüttgut während der Hochdruckbehandlung auf diskontinuierliche Weise in Teilchargen durch das Hochdruckbehandlungsvolumen gefördert, indem das translatorische Stellorgan zwischen einer ersten Hubstellung und einer zweiten Hubstellung hin und her bewegt wird, wobei die erste Hubbewegung von der ersten zur zweiten Hubstellung eine sperrende Hubbewegung mit sperrend angeordneter verlagerter Schwenkkinematik und durchlassender ortsfest angeordneter Schwenkkinematik ist, und wobei die zweite Hubbewegung von der zweiten zur ersten Hubstellung eine durchlassende Hubbewegung mit durchlassend angeordneter verlagerter Schwenkkinematik und sperrender ortsfest angeordneter Schwenkkinematik ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Schüttgut für die Hochdruckbehandlung auf wenigstens einer vordefinierten ersten Hochdruckbehandlungsebene angeordnet und ausgehend von dieser ersten Hochdruckbehandlungsebene zwischen weiteren Hochdruckbehandlungsebenen im Hochdruckbehandlungsvolumen während der Hochdruckbehandlung durch die jeweilige translatorische Stellbewegung verlagert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird durch ein diskontinuierliches teilchargenweises Verlagern zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen beim Hochdruckbehandeln durch die jeweilige translatorische Stellbewegung eine Verweilzeit des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen eingestellt, insbesondere durch Taktung des jeweiligen translatorischen Stellorgans, insbesondere durch Taktung mehrerer translatorischer Stellorgane jeweils in zeitlicher Abhängigkeit voneinander.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein diskontinuierliches teilchargenweises gravitationskraftgetriebenes Verlagern des Schüttguts, insbesondere zumindest annähernd in Richtung der Schwerkraft. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein diskontinuierliches teilchargenweises Verlagern des Schüttguts durch eine Mehrzahl einzelner translatorischer Stellbewegungen, insbesondere Hin- und Her-Bewegungen, insbesondere mit wenigstens einem translatorischen Stellorgan in Ausgestaltung als Schubstange mit wenigstens einer axialfest daran gelagerten Schwenkkinematik.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das kontinuierliche Hochdruckbehandeln ein diskontinuierliches teilchargenweises gravitationskraftgetriebenes Verlagern des Schüttguts durch mehrere diskontinuierliche translatorische Stellbewegungen, insbesondere mit wenigstens einem translatorischen Stellorgan in Ausgestaltung als Schub-/Zugstange mit wenigstens einer unidirektional sperrenden Schwenkkinematik umfassend wenigstens eine gasdurchlässigen Platte.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine

Steuerungseinrichtung eingerichtet zum Ausführen eines zuvor beschriebenen Verfahrens, wobei die Steuerungseinrichtung mit wenigstens einer Sensoreinheit eingerichtet zum Erfassen eines Durchflusses von Schüttgut oder einer Masse oder einer Massendifferenz oder eines Volumens gekoppelt ist, welche Sensoreinheit im Materialflusspfad im

Hochdruckbehandlungsvolumen anordenbar ist, wobei die Steuerungseinrichtung wahlweise auch wenigstens eine Sensoreinheit eingerichtet zum Erfassen eines Weges und/oder einer Kraft und/oder eines Drucks umfasst, wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist zum Auswerten und Regeln einer rotatorischen Stellbewegung oder einer translatorischen Stellbewegung jeweils zum Vorgeben des Schüttgut-Materialflusses durch ein/das Hochdruckbehandlungsvolumen. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.

Die Steuerungseinrichtung oder die Sensoreinheit kann an ein Stellorgan der

Druckbehältervorrichtung gekoppelt sein. Die jeweilige Sensoreinheit kann insbesondere auch an eine Einlass- oder Auslassarmatur gekoppelt oder darin integriert sein.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine

Hochdruckbehandlungsanordnung eingerichtet zur Hochdruckbehandlung von Schüttgut durch Extraktion und/oder Imprägnierung auf einem Hochdruckniveau, insbesondere Hochdruck im Bereich von 40 bis 1000bar, umfassend: eine Druckbeaufschlagungseinrichtung mit Druckerzeugungsmitteln, insbesondere wenigstens einer Pumpe, für eine Druckbeaufschlagung V1 als erste Schrittfolge;

eine in hochdruckdichter Verbindung an die Druckbeaufschlagungseinrichtung gekoppelte Druckbehältervorrichtung mit einer ein Hochdruckbehandlungsvolumen umschließenden hochdruckbeständigen Wandung, für die Hochdruckbehandlung V2 als zweite Schrittfolge; eine in hochdruckdichter Verbindung an die Druckbehältervorrichtung gekoppelte Entspannungseinrichtung für eine Entspannung V3 als dritte Schrittfolge;

wobei die Druckbehältervorrichtung für die Hochdruckbehandlung ortsfest anordenbar/angeordnet ist und eingerichtet ist für eine kontinuierliche Hochdruckbehandlung allein mittels des einen (einzigen) ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumens auf dem Hochdruckniveau, und wobei die Druckbehältervorrichtung ein rotatorisches Stellorgan (ein durch Rotation verstellbares Stellorgan) oder translatorisch verlagerbares Stellorgan aufweist und eingerichtet ist für eine rotatorische Stellbewegung oder für wenigstens eine translatorische Stellbewegung jeweils zur Verlagerung des Schüttguts während der Hochdruckbehandlung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen, insbesondere von einer Einlassarmatur bis hin zu einer Auslassarmatur oder bis zu einer mit der Auslassarmatur gekoppelten Einheit. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. Dabei liegt nach der ersten Schrittfolge V1 bevorzugt mindestens das Hochdruckniveau an. Ein Extraktionsmittelkreislauf kann dabei z.B. mittels einer Hochdruckpumpe eingerichtet zum Bereitstellen eines Druckniveaus mindestens auf dem Hochdruckniveau betrieben werden, insbesondere ebenfalls unabhängig vom Materialfluss im Hochdruckbehandlungsvolumen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Hochdruckbehandlungsanordnung eingerichtet zum Zuführen einzelner Schüttgut-Teilchargen zum Hochdruckbehandlungsvolumen während der Hochdruckbehandlung und ferner eingerichtet zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verlagern des Schüttguts als einzelne Charge oder in Teilchargen im Hochdruckbehandlungsvolumen während der Hochdruckbehandlung. Dies liefert nicht zuletzt auch hohe Variabilität, je nach Anwendungsfall.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Hochdruckbehandlungsanordnung eingerichtet zum Austragen einzelner Teilchargen aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen während der Hochdruckbehandlung. Hierdurch kann der Materialfluss auch auf flexible Weise eingestellt bzw. geregelt werden. Im Hochdruckbehandlungsvolumen können dabei wenigstens eine vordefinierte erste Hochdruckbehandlungsebene oder optional auch weitere Hochdruckbehandlungsebenen vorgesehen sein, jeweils eingerichtet zur Anordnung des Schüttguts (bzw. einer Charge oder mehrerer Teilchargen) in vordefinierten Längs- bzw. Höhenpositionen. Das Austragen kann wahlweise an einem zentralen Auslass erfolgen, wahlweise aber auch an mehreren dezentralen Auslässen, insbesondere auch spezifisch je Hochdruckbehandlungsebene.

Anders ausgedrückt: Die Druckbehältervorrichtung ist insbesondere für die kontinuierliche Hochdruckbehandlung auf dem Hochdruckniveau eingerichtet, indem die Hochdruckbehandlungsanordnung eine in hochdruckdichter Verbindung an das Hochdruckbehandlungsvolumen gekoppelte Einlassarmatur und eine Auslassarmatur jeweils für das Schüttgut aufweist, welche zum Bereitstellen von einzelnen Schüttgut-Chargen derart diskontinuierlich ansteuerbar und jeweils individuell zumindest hinsichtlich des Schüttgut- Materialflusses regelbar sind, dass das Hochdruckbehandeln auf kontinuierliche Weise auf dem Hochdruckniveau im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi durchführbar ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das rotatorische Stellorgan als Förderschnecke ausgebildet, insbesondere mit deren Längsachse in Ausrichtung der Längsachse des Hochdruckbehandlungsvolumens oder parallel dazu. Dies liefert nicht zuletzt einen sehr robusten Aufbau.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das rotatorische Stellorgan als Förderschnecke ausgebildet, welche sich um ein Fallrohr zum Austragen des Schüttguts erstreckt. Dies hat nicht zuletzt auch Vorteile hinsichtlich gravitationsgetriebenem Austragen von Schüttgut.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das rotatorische Stellorgan als Förderschnecke ausgebildet, welche in einem fluiddurchlässigen, insbesondere gasdurchlässigen und Schüttgut abschottenden Rohr (innenliegende Abschottung) angeordnet ist. Dies begünstigt nicht zuletzt die Abtrennung von extrahierten Medien aus der Schüttung.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das rotatorische Stellorgan als exzentrisch im Hochdruckbehandlungsvolumen angeordnete Förderschnecke ausgebildet, wobei optional auch mehrere Stellorgane vorgesehen sein können. Dies ermöglicht nicht zuletzt auch Variationen hinsichtlich der Verweilzeit. Insbesondere können auch vergleichsweise empfindliche, sensible Schüttgüter in kleineren Teilchargen parallel zueinander simultan hochdruckbehandelt werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das rotatorische Stellorgan eingerichtet zur Aktuierung wenigstens einer Platte mit wenigstens einem Durchlasssegment, zur Anordnung oder zum Durchlässen von Schüttgut jeweils in einer durch die Platte definierten Hochdruckbehandlungsebene. Dies begünstigt auch ein teilchargenweises Verlagern des Schüttguts.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Druckbehältervorrichtung wenigstens eine Hochdruckbehandlungsebene auf, welche derart im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi ortsfest angeordnet oder verstellbar oder verlagerbar anordenbar ist und bei geschlossener Druckbehältervorrichtung mit Schüttgut beladbar ist und welche bei der erfolgenden Hochdruckbehandlung oder nach der erfolgten Hochdruckbehandlung bei geschlossener Druckbehältervorrichtung derart entladbar ist, dass die Hochdruckbehandlung auf kontinuierliche Weise ausführbar ist. Dazu kann die jeweilige Hochdruckbehandlungsebene beispielsweise geneigt ausgerichtet sein. Wahlweise kann die jeweilige Hochdruckbehandlungsebene zumindest annähernd orthogonal zur Gravitationsrichtung ausgerichtet sein und bewegbar sein und/oder im Querschnittsprofil einstellbar sein. Hierdurch kann der Material-Durchfluss geregelt werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Einlassarmatur für das teilchargenweise Zuführen des Schüttguts zur zweiten Schrittfolge V2 (Hochdruckbehandlung) automatisiert aktuierbar, wobei eine Transfer- Kavität insbesondere mittels eines Kolbens oder einer (Zellrad- )Schleuse bereitgestellt werden kann. Gleiches gilt für die Auslassarmatur und für das teilchargenweise Austragen des Schüttguts aus der Schrittfolge Hochdruckbehandlung. Dies vereinfacht jeweils auch eine Regelung des Materialflusses, insbesondere jeweils auch basierend auf Messdaten von gravimetrischen und/oder volumetrischen Sensoren, und/oder basierend auf einer zeitlichen Taktung. Gemäß einem Ausführungsbeispiel definiert die Druckbehältervorrichtung eine zumindest annähernd vertikal ausgerichtete Materialflussrichtung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen, insbesondere durch die rotatorische Stellbewegung. Dies ermöglicht auch Vorteile durch Ausnutzung der Schwerkraft; auch das Austragen des Schüttguts kann dadurch vereinfacht werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel definiert die Druckbehältervorrichtung eine gegenüber der Vertikalen oder der Horizontalen geneigte Materialflussrichtung, insbesondere in einem Winkel von 10 bis 30°, insbesondere durch die rotatorische Stellbewegung. Hierdurch können auch Vorteile hinsichtlich Stofftransport und/oder hinsichtlich Durchmischung der Schüttung realisiert werden. Dabei kann mittels der Stellbewegung die Materialflussrichtung vorgegeben werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel definiert die Druckbehältervorrichtung eine zumindest annähernd horizontal ausgerichtete Materialflussrichtung, insbesondere durch die rotatorische Stellbewegung. Dies liefert auch Vorteile hinsichtlich einem Ableiten von extrahierten Medien, insbesondere hinsichtlich Sammeln und Austragen von flüssigem Lösungsmittel. Auch kann bei horizontaler Anordnung der Materialfluss weitgehend unabhängig von Gravitationskräften eingestellt und geregelt werden, so dass auch vergleichsweise hohe Variabilität hinsichtlich der Auswahl des Schüttguts (Masse, Dichte, Oberflächenbeschaffenheit) sichergestellt werden kann. Dabei kann z.B. auch die Verwendung von Rückschlagklappen vorteilhaft sein, insbesondere als Absperrungen zwischen einzelnen Kompartimenten des Hochdruckbehandlungsvolumens.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist wenigstens eine der Hochdruckbehandlungsebenen durch wenigstens eine horizontale (bzw. orthogonal zur Schwerkraftrichtung) oder gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnete gasdurchlässige Platte oder durch ein entsprechend angeordnetes gasdurchlässiges Schott definiert. Die geneigte Anordnung ermöglicht auch eine autonome gravitationskraftgetriebene Schüttgut-Verlagerung im Hochdruckbehandlungsvolumen. Bei einer geneigten Anordnung der Platte erstreckt sich die Platte vorzugsweise nur über ca. 3/4 des Durchmessers der Druckbehältervorrichtung. Bei einer geneigten Anordnung mehrerer Platten können die Platten kaskadenartig versetzt zueinander angeordnet sein. Diese Ausgestaltung ist auch in Hinblick auf Volumenänderungen beim Schüttgut vorteilhaft.

Als horizontale Anordnung kann auch eine Anordnung zumindest annähernd orthogonal zur Längserstreckung der Druckbehältervorrichtung verstanden werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind im Hochdruckbehandlungsvolumen mehrere Hochdruckbehandlungsebenen durch jeweils paarweise angeordnete gasdurchlässige Platten definiert, von denen jeweils die eine in drehfester Verbindung mit dem rotatorischen Stellorgan steht. Dies ermöglicht auch einen einfachen, robusten Aufbau, bei welchem der Materialfluss zwischen einzelnen Ebenen auf einfache Weise vorgegeben werden kann.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind im Hochdruckbehandlungsvolumen mehrere Hochdruckbehandlungsebenen durch jeweils paarweise angeordnete gasdurchlässige Platten definiert, die jeweils über eine Schwenkkinematik in axialfester Verbindung mit dem jeweiligen translatorischen Stellorgan stehen, insbesondere mit einseitig sperrender Schwenkkinematik.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind im Hochdruckbehandlungsvolumen mehrere Hochdruckbehandlungsebenen jeweils durch wenigstens eine gasdurchlässige Platte mit Ablaufschrägen und mit wenigstens einem Durchlasssegment definiert, insbesondere in zueinander fluchtender Anordnung zentrisch im Hochdruckbehandlungsvolumen. Dies erleichtert nicht zuletzt auch eine das Granulat schonende Anordnung in vorteilhaften Schichtdicken der Schüttung.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das rotatorisch oder translatorisch verlagerbare Stellorgan eingerichtet zum individuellen Aktuieren jeweils einer Hochdruckbehandlungsebene der Druckbehältervorrichtung und/oder zum simultanen synchronen Aktuieren aller Hochdruckbehandlungsebenen der Druckbehältervorrichtung. Dies liefert auch eine hohe Variabilität. Das Stellorgan kann beispielsweise drehfest mit einer Platte in einer jeweiligen Hochdruckbehandlungsebene verbunden sein. Wahlweise kann auch ein Rastmechanismus vorgesehen sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Druckbehältervorrichtung wenigstens ein rotatorisch verlagerbares Stellorgan eingerichtet zum Aktuieren wenigstens einer Hochdruckbehandlungsebene der Druckbehältervorrichtung auf, und insbesondere wahlweise zusätzlich auch ein translatorisch verlagerbares Stellorgan, insbesondere wenigstens ein von der Umgebung in das Hochdruckbehandlungsvolumen hochdruckdicht eingekoppeltes Stellorgan. Hierdurch können insbesondere auch Teilchargen im

Hochdruckbehandlungsvolumen individuell verlagert werden.

Das jeweilige Stellorgan kann an wenigstens einer Durchführung in die Druckbehältervorrichtung geführt sein, z.B. mittels einer Stopfbuchse oder einer Magnetkupplung. Wahlweise kann zur Aktuierung des jeweiligen Stellorgans auch ein Motor (Fluidmotor, E-Motor) vorgesehen sein, wahlweise auch innerhalb der

Druckbehältervorrichtung.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Einlassarmatur wenigstens ein Einlassorgan, insbesondere ein Ventil und/oder eine (Zellrad-)Schleuse. Die Einlassarmatur kann wahlweise auch mehrere oder unterschiedliche Einlassorgane aufweisen, insbesondere mit größenvariabler T ransfer-Kavität.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das translatorische Stellorgan zwischen einer ersten Hubstellung und einer zweiten Hubstellung hin und her bewegbar, wobei die erste und zweite Hubstellung jeweils durch eine Hochdruckbehandlungsebene definiert sind.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das translatorische Stellorgan kinematisch mit einer sperrend und durchlassend anordenbaren Schwenkkinematik gekoppelt. Dies begünstigt nicht zuletzt die Verlagerung von Teilchargen mittels einer robusten, einfach aufgebauten Kinematik.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Druckbehältervorrichtung wenigstens eine sperrend und durchlassend anordenbare und ortsfest im Hochdruckbehandlungsvolumen angeordnete Schwenkkinematik auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Druckbehältervorrichtung wenigstens eine erste und wenigstens eine zweite Schwenkkinematik auf, welche jeweils in derselben Schwenkrichtung sperrend und durchlassend sind.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Druckbehältervorrichtung wenigstens eine erste an das translatorische Stellorgan gekoppelte verlagerbare Schwenkkinematik auf und wesit wenigstens eine zweite ortsfest im Hochdruckbehandlungsvolumen angeordnete Schwenkkinematik auf. Dies begünstigt ein hubweises Fördern von Teilchargen durch das Hochdruckbehandlungsvolumen in vordefinierten Längenabschnitten. Die örtliche Anordnung der Schüttung kann dadurch auf vergleichsweise exakte Weise vordefiniert werden. Dies kann z.B. auch hinsichtlich Imprägnierung oder Hintereinanderschaltung mehrerer Hochdruckbehandlungsschritte vorteilhaft sein.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind eine/die erste und zweite Schwenkkinematik der Druckbehältervorrichtung autonom schwenkend ohne Schwenkantrieb ausgebildet, also schwenkend allein in Reaktion auf translatorische Bewegung oder in Reaktion auf eine durch Schüttgut ausgeübte Kraft.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine jeweilige Hochdruckbehandlungsebene durch wenigstens eine gasdurchlässige Platte definiert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Druckbehältervorrichtung wenigstens eine Antriebseinheit und eine Mehrzahl von Stellorganen in Form von Schub-/Zugstangen eingerichtet für bidirektionale translatorische Aktuierung der jeweiligen Hochdruckbehandlungsebene auf, insbesondere mit den Stellorganen in linearer Anordnung nebeneinander in einer Querebene.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Hochdruckbehandlungsebene oder eine Platte der Hochdruckbehandlungsebene über wenigstens einen Stellhebel und zwei Drehgelenke an ein aktuierbares, hochdruckdicht ins Hochdruckbehandlungsvolumen geführtes Stellorgan gekuppelt. Diese Kinematik ermöglicht insbesondere auch eine bidirektional regelbare Schwenkbewegung. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Druckbehältervorrichtung eine pneumatische, hydraulische, elektrische, elektromagnetische und/oder magnetische Antriebseinheit, welche an die wenigstens eine Ebene oder Hochdruckbehandlungsebene gekoppelt ist. Bezüglich der Art des Antriebs kann die Optimierung am jeweiligen Anwendungsfall erfolgen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das translatorische Stellorgan als Schubstange ausgebildet, insbesondere mit dessen Längsachse in Ausrichtung der Längsachse des Hochdruckbehandlungsvolumens oder parallel dazu. Dies begünstigt auch einen einfachen konstruktiven Aufbau.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das translatorische Stellorgan als Schubstange mit einer Mehrzahl von axialfest damit verbundenen Schwenkkinematiken ausgebildet. Dies kann die gesamte Kinematik vereinfachen, insbesondere dank einer zentralen Stellbewegung.

Die zuvor bezüglich Translation beschriebenen Ausgestaltungen können je nach Anwendungsfall alternativ oder in Ergänzung zu den rotatorischen Ausgestaltungen zum Einsatz kommen.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Verwendung einer Druckbehältervorrichtung zur kontinuierlichen Hochdruckbehandlung von Schüttgut durch Extraktion und/oder Imprägnierung in einem geschlossenen, von der Umgebung U hochdruckdicht abgeschotteten System, wobei die Hochdruckbehandlung V2 als Schrittfolge zwischen einer Druckbeaufschlagung V1 und einer Entspannung V3 durchgeführt und individuell geregelt wird, wobei das Schüttgut in einem ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumen in der Druckbehältervorrichtung kontinuierlich verlagert wird oder in Teilchargen, insbesondere zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen, zu vordefinierbaren/vordefinierten Zeitpunkten verlagert wird, indem das Schüttgut mittels wenigstens einer rotatorischen Stellbewegung oder in Abhängigkeit von wenigstens einer translatorischen Stellbewegung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen hindurch gefördert (verlagert) wird, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung bei einem zuvor beschriebenen Verfahren, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung in einer zuvor beschriebenen Hochdruckbehandlungsanordnung, insbesondere unter Hochdruck bei Drücken oberhalb von 40 bis 1000bar. Hierdurch ergeben sich zahlreiche zuvor genannte Vorteile.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Verwendung einer Druckbehältervorrichtung zur kontinuierlichen Hochdruckbehandlung von Schüttgut in Ausgestaltung als Polymere, durch Extraktion und wahlweise auch durch Imprägnierung, zur überkritischen Trocknung zum Bereitstellen der Polymere als Super-Isolatoren, wobei die Hochdruckbehandlung V2 als Schrittfolge zwischen einer Druckbeaufschlagung V1 und einer Entspannung V3 durchgeführt wird, wobei das Schüttgut in einem ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumen auf kontinuierliche Weise auf dem Hochdruckniveau behandelt wird, indem das Schüttgut mittels wenigstens einer rotatorischen Stellbewegung oder in Abhängigkeit von wenigstens einer translatorischen Stellbewegung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen hindurch gefördert wird, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung bei einem zuvor beschriebenen Verfahren, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung in einer zuvor beschriebenen Hochdruckbehandlungsanordnung, insbesondere unter Hochdruck bei Drücken oberhalb von 40 bis 1000bar. Hierdurch ergeben sich zahlreiche zuvor genannte Vorteile.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Verwendung einer Druckbehältervorrichtung zur kontinuierlichen Hochdruckbehandlung von Schüttgut in Ausgestaltung als Aerogele, durch Extraktion und/oder durch Imprägnierung in einem geschlossenen, von der Umgebung hochdruckdicht abgeschotteten System, wobei die kontinuierliche Hochdruckbehandlung V2 als Schrittfolge zwischen einer Druckbeaufschlagung V1 und einer Entspannung V3 durchgeführt wird, wobei das Schüttgut in einem ortsfest angeordneten Hochdruckbehandlungsvolumen Vi auf kontinuierliche Weise auf dem Hochdruckniveau behandelt wird, wobei das Schüttgut in der Druckbehältervorrichtung kontinuierlich verlagert wird oder in Teilchargen, insbesondere zwischen einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen, zu vordefinierbaren/vordefinierten Zeitpunkten verlagert wird, indem das Schüttgut mittels wenigstens einer rotatorischen Stellbewegung oder mittels wenigstens einer translatorischen Stellbewegung durch das Hochdruckbehandlungsvolumen hindurch gefördert wird, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung bei einem zuvor beschriebenen Verfahren, insbesondere Verwendung der Druckbehältervorrichtung in einer zuvor beschriebenen Hochdruckbehandlungsanordnung, insbesondere unter Hochdruck bei Drücken oberhalb von 40 bis 1000bar. Hierdurch ergeben sich zahlreiche zuvor genannte Vorteile. Insbesondere kann der Materialfluss auch in Hinblick auf große Volumenänderungen/-zunahmen im Bereich von Faktor 10 optimiert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung wenigstens eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen, sowie aus den Zeichnungen selbst. Dabei zeigen

Fig. 1A, 1 B jeweils in schematischer Darstellung bzw. in zumindest teilweise geschnittener Seitenansicht eine Übersicht über einzelne Varianten einer ersten, zweiten und dritten Schrittfolge und die dafür vorgesehenen Vorrichtungen jeweils gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 in geschnittener Seitenansicht in schematischer Darstellung eine

Hochdruckbehandlungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 3A, 3B, 3C jeweils in geschnittener Seitenansicht in schematischer

Darstellung einzelne Ausführungsbeispiele einer

Hochdruckbehandlungsanordnung;

Fig. 4A, 4B, 4C jeweils in geschnittener Seitenansicht in schematischer

Darstellung einzelne Ausführungsbeispiele einer Druckbehältervorrichtung einer Hochdruckbehandlungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 5A, 5B, 5C in geschnittener Seitenansicht und in perspektivischen Detailansichten in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung einer Hochdruckbehandlungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 in schematischer Darstellung einzelne Schritte eines Verfahrens gemäß einer

Ausführungsform;

Fig. 7A in schematischer Darstellung bzw. in zumindest teilweise geschnittener

Seitenansicht eine Übersicht über einzelne Varianten einer ersten, zweiten und dritten Schrittfolge und die dafür vorgesehenen Vorrichtungen jeweils gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 7B, 7C, 7D, 7E, 7F, 7G, 7H, 7J, 7K, 7L, 7M, 7N, 70 jeweils in geschnittener Seitenansicht in Detailansichten einzelne Ausführungsbeispiele einer Druckbehältervorrichtung einer Hochdruckbehandlungsanordnung;

Fig. 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F jeweils in geschnittener Seitenansicht in aufeinanderfolgenden Betriebszuständen bzw. Prozess-Stufen ein

Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung einer

Hochdruckbehandlungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 9A, 9B, 9C, 9D, 9E jeweils in geschnittener Seitenansicht in aufeinanderfolgenden Betriebszuständen bzw. Prozess-Stufen ein

Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung einer

Hochdruckbehandlungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 10 in geschnittener Seitenansicht in aufeinanderfolgenden Betriebszuständen bzw. Prozess-Stufen ein Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung einer Hochdruckbehandlungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen. Im Folgenden werden die einzelnen Ausführungsbeispiele zwecks besserer Übersichtlichkeit zumindest bezüglich einzelner Teilaspekte zunächst zusammen beschrieben, um dann im weiteren Verlauf durch Bezugnahme auf einzelne der Figuren eine jeweilige Besonderheit spezifischer Ausführungsbeispiele zu erläutern.

Die Fig. 1A, 1 B zeigen einzelne Varianten einer erfindungsgemäßen Hochdruckbehandlungsanordnung 100. Für eine erste Schrittfolge V1 sind einzelne Varianten einer Druckbeaufschlagungseinrichtung 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f gezeigt. Als Druckerzeugungsmittel 11 kann insbesondere eine Pumpe oder ein Kolben zum Einsatz kommen. Eine Einlassarmatur 12 kann ein oder mehrere Einlassorgane aufweisen, insbesondere ein Ventil und/oder eine (Zellrad-)Schleuse. Eine Zellradschleuse liefert insbesondere auch den Vorteil, dass Gasübertritt erschwert wird. Ferner sind für eine zweite Schrittfolge V2 einzelne Varianten einer Druckbehältervorrichtung 20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g (Bezugnahme auf rotatorische Stellbewegung) der Hochdruckbehandlungsanordnung 100 gezeigt.

Ferner sind für eine dritte Schrittfolge V3 einzelne Varianten einer Entspannungseinrichtung 30, 30a, 30b, 30c, 30d der Hochdruckbehandlungsanordnung 100 gezeigt. Dabei können mehrere Entspannungseinheiten 31 vorgesehen sein, welche über eine zentrale oder mehrere dezentrale Einlassarmaturen 32 mit einer jeweiligen zweiten Schrittfolge V2 koppelbar sind. Ein Kolben oder Kolbenmotor 33 kann über wenigstens eine Entspannungseinheit 31 mit einer Auslassarmatur 35 zum finalen Austragen des Schüttguts verbunden sein.

Eine exemplarisch für die Variante 20b angedeutete Steuerungseinrichtung 101 steht in Verbindung mit einer Logikeinheit 103 oder umfasst diese. Die Steuerungseinrichtung 101 kann z.B. auch an Sensoreinheiten und/oder an Stellorgane gekoppelt sein. Die Steuerungseinrichtung kann dabei auch die Logikeinheit umfassen und eingerichtet sein zum Regeln der hier im Einzelnen beschriebenen Verfahrensschritte.

Die Anordnung in Spalten für die einzelnen Vorrichtungen 10, 20, 30 der jeweiligen Schrittfolge V1 , V2, V3 verdeutlicht, dass die jeweiligen Varianten miteinander kombiniert werden können. Die einzelnen Varianten für die zweite Schrittfolge V2 sind im Detail in den Figuren 2 bis 5C gezeigt.

Die in Fig. 1A gezeigte Druckbehältervorrichtung 20a illustriert die Verwendung eines rotatorischen Stellorgans in horizontaler Ausrichtung; diese Variante wird auch im Detail in den Figuren 4 beschrieben.

Die in Fig. 1A gezeigte Druckbehältervorrichtung 20b illustriert die Verwendung eines rotatorischen Stellorgans in vertikaler Ausrichtung; diese Variante wird auch im Detail in Figur 2 beschrieben.

Die in Fig. 1A gezeigte Druckbehältervorrichtung 20c illustriert die Verwendung eines rotatorischen Stellorgans in vertikaler Ausrichtung, wobei das Stellorgan an eine Vielzahl von Ebenen bzw. Platten gekuppelt ist; diese Variante wird auch im Detail in den Figuren 5 beschrieben. Die in Fig. 1A gezeigte Druckbehältervorrichtung 20d zeichnet sich (in Abgrenzung zur Druckbehältervorrichtung gemäß Variante 20c) durch einen Ringspalt zum Zu- oder Abführen von Extraktionsmedium bzw. von extrahiertem Lösungsmittel aus; ein weiterer Ringspalt kann an dem zentralen Rohr (Doppelrohr; Rohr-in-Rohr) innen im Hochdruckbehandlungsvolumen vorgesehen sein, wobei je Hochdruckbehandlungsebene wenigstens ein Auslass vorgesehen ist, insbesondere derart, dass das Extraktionsmedium in der jeweiligen Hochdruckbehandlungsebene die Schüttung radial (nach innen oder nach außen) durchströmen kann. Für die Konfiguration der Druckbehältervorrichtung 20d kann das Stichwort „Querstrom“ genannt werden: Innenrohr und äußere Doppelwand sind fluiddurchlässig ausgeführt, so dass die eingesetzten Fluide in radialer Richtung die jeweilige Schüttung durchströmen. Die einzelnen Hochdruckbehandlungsebenen sind bevorzugt nicht fluiddurchlässig, sondern fluidundurchlässig ausgeführt.

Die in Fig. 1 B gezeigte Druckbehältervorrichtung 20e illustriert die Verwendung eines rotatorischen Stellorgans in vertikaler Ausrichtung, wobei das Stellorgan an eine Vielzahl von Ebenen bzw. Platten gekuppelt ist, wobei jede Ebene durch eine innenliegende Abschottung radial beabstandet von der Innenwandung der Druckbehälteranordnung angeordnet ist, so dass ein radial außen von der Charge liegender Ringspalt geschaffen wird. Die Rotations- Kinematik kann zusammen mit den Ebenen fest installiert sein oder individuell je Ebene nachrüstbar sein.

Die in Fig. 1 B gezeigte Druckbehältervorrichtung 20f zeigt eine Verwendung einer rotativen Fördereinrichtung, die am Deckel der Druckbehältervorrichtung abgestützt ist. Diese Variante ermöglicht beispielsweise, die Fördereinrichtung auf die Art des behandelten Schüttguts anzupassen.

Die in Fig. 1 B gezeigte Druckbehältervorrichtung 20g illustriert die Verwendung eines rotatorischen Stellorgans in gegenüber der Horizontalen und Vertikalen geneigten Ausrichtung; Varianten dieses Ausführungsbeispiels werden auch im Detail auch in den Figuren 3 beschrieben.

Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann bei den Varianten 20a, 20b, 20e, 20f, 20g gemäß Fig. 1A, 1 B, 2, 3A, 3B, 3C, 4A, 4B, 4C, 5A, 5B, 5C insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit einer einzelnen insbesondere homogenen rotatorischen Stellbewegung (optional konstante Dreh-Geschwindigkeit) zum Verlagern der Charge entgegen der Schwerkraft und zum gravitationsgetrieben Austragen aus dem Hochdruckbehälter, oder zum Verlagern der Chargen in zumindest annähernd horizontaler Richtung. Bei horizontaler Anordnung des Behälters kann die Charge auch hinsichtlich Druck/Pressung und Expansionsmöglichkeiten optimiert gelagert/verlagert werden. Auch bei teilchargenweisem Zuführen von Material kann sich die Schüttung dank der Förderschnecke als eine einzelne zusammenhängende Charge ausbilden. Wahlweise kann das Verlagern der Charge auch in einer gegenüber der Horizontalebene geneigten Richtung erfolgen. Bei einer solchen Anordnung des Behälters bzw. der Achse des Förderorgans kann die Charge auch hinsichtlich Abführung von Lösungsmittel(n) optimiert gehandhabt werden.

Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann bei den Varianten 20c, 20d gemäß Fig. 1A insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit rotatorischen Stellbewegungen zum gravitationskraftgetriebenen teilchargenweisen Verlagern von Teilchargen jeweils um eine Ebene nach unten, jeweils in Reaktion auf eine einzelne rotatorische Stellbewegung oder in Reaktion auf individuell je Ebene aktuierten Stellbewegungen.

Zwecks besserer Übersicht wird die jeweils in der zweiten Schrittfolge V2 implementierbare Druckbehältervorrichtung 20 vorab durch eine allgemeine Beschreibung beschrieben. Die jeweilige Druckbehältervorrichtung 20 weist insbesondere Komponenten aus der folgenden Gruppe auf: innenliegende Abschottung 21 , Einlassarmatur 22, hochdruckbeständige Wandung 23, Heizeinrichtung, insbesondere Heizmantel 24, Auslassarmatur 25, Ein- /Ausströmarmatur 26, Ein-/Ausströmarmatur 27, rotatorisches Stellorgan 28.

Fig. 2 zeigt eine Variante der Hochdruckbehandlungsanordnung 100, bei welcher ein rotatorisches Stellorgan 28 (insbesondere Stange/Welle) drehfest an eine Fördereinrichtung 28.1 in Ausgestaltung als Förderschnecke gekoppelt ist, und die Förderschnecke ist an ein Fallrohr 25.2 einer Auslassarmatur 25 gekoppelt. Bei dieser Variante ergibt sich auch der Vorteil, dass das Schüttgut vergleichsweise gut kontrolliert entgegen der Schwerkraft verlagert werden kann, insbesondere bei vergleichsweise hohen Verweilzeiten, und sich zudem vor dem Austragen entfalten kann, also nicht als gestopfte dichte Schüttung vorliegt. Dies begünstigt nicht zuletzt auch einen betriebssicheren Materialfluss bei minimiertem Risiko hinsichtlich Materialstau oder nachteilig starkem mechanischem Druck auf die Schüttung. Die gesamte Fördereinrichtung kann in das Hochdruckbehandlungsvolumen eingesetzt werden und beispielsweise mit dem Deckel des Hochdruckbehälters verschraubt werden und/oder an der Innenwandung 23 zumindest seitlich abgestützt werden. Innen an den Ein- und Ausströmarmaturen 26, 27 können siebartige Einsätze vorgesehen sein, insbesondere zum Zurückhalten von Schüttgut. Wahlweise kann die Armatur 26 auch im Deckel der Druckbehältervorrichtung angeordnet sein.

Mittels der Stellbewegung, die bei diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt kontinuierlich ist, und die um eine einzige Längsachse bzw. Stellachse L erfolgt, kann ein Materialfluss einer einzelnen Charge durch das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen sichergestellt werden. Die Charge setzt sich aus einzelnen in das Hochdruckbehandlungsvolumen zugeführten Teilchargen zusammen, wird jedoch innerhalb des Hochdruckbehandlungsvolumens als eine einzelne Charge behandelt und verlagert.

Im von der Umgebung U abgeschotteten Hochdruckbehandlungsvolumen Vi erfolgt beispielsweise die Hochdruckbehandlung von Teeblättern, Kaffeebohnen oder Hopfen. Über die Ein-/Ausströmarmaturen 26, 27 kann Extraktionsmedium zirkulieren.

Fig. 3A, 3B, 3C zeigen im Detail eine Variante der Hochdruckbehandlungsanordnung 100 mit geneigter Anordnung der Druckbehältervorrichtung 20. Die geneigte Anordnung kann bei bestimmten Schüttgütern Vorteile hinsichtlich Materialfluss und auch hinsichtlich der Dichte der Schüttung (Porosität) liefern; zudem kann die Beaufschlagung der Schüttung mit Extraktionsmedium und das Austragen/Ausleiten von Extrakt bzw. Lösungsmittel begünstigt werden. Die geneigte Anordnung liefert Vorteile insbesondere auch bei Extraktion von Lösungsmittel hinsichtlich Sammeln des Lösungsmittels, um das Lösungsmittel in flüssigem Zustand an einem zentralen Auslass austragen zu können.

In Fig. 3A ist ferner eine innenliegende Abschottung, insbesondere ein zylindrisches Schott (fluiddurchlässige Innenwandung) 21 gezeigt, welche das rotatorische Stellorgan 28 umgibt und das Schüttgut von einer ringförmigen Kavität abschottet. In der ringförmigen Kavität zwischen der Abschottung 21 und der Wandung 23 können Fluide auf vorteilhafte Weise zu- oder abgeführt werden.

Wie beim in Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Stellbewegung um eine einzige Stellachse L für das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen Vi entlang des gesamten Materialfluss-Pfades, kontinuierlich und/oder getaktet.

Mittels einer Anordnung gemäß Fig. 3B kann insbesondere auch die Energieeffizienz optimiert werden. Die beiden dargestellten Kolbeneinheiten 33 können insbesondere mit den Längsachsen in koaxialer Anordnung zueinander ausgerichtet sein, so dass bei Betrieb der einen Kolbeneinheit eine Energierückgewinnung und Energienutzung für die andere Kolbeneinheit realisierbar ist.

Fig. 4A, 4B, 4C zeigen im Detail einzelne Varianten der Hochdruckbehandlungsanordnung 100 mit zumindest annähernd horizontaler Anordnung der Druckbehältervorrichtung 20, wobei wahlweise mehrere rotatorische Stellorgane 28 vorgesehen sind, insbesondere in zumindest annähernd paralleler Ausrichtung zueinander, insbesondere jeweils gekoppelt an eine Fördereinrichtung 28.1 in Ausgestaltung als Förderschnecke. In Fig. 4C ist eine Variante mit drei Stellorganen 28 gezeigt.

Die drei in Fig. 4A gezeigten Varianten unterscheiden sich dadurch, dass das Hochdruckbehandlungsvolumen Vi optional durch eine Abschottung 21 eingegrenzt sein kann. Anders ausgedrückt: Die als Hochdruckbehandlungsvolumen Vi von der Vorrichtung definierte und begrenzte Kavität ist umgrenzt von der Abschottung 21 (welche insbesondere für Fluide durchlässig sein kann, z.B. aufgrund einer Lochung oder Perforierung oder eines Drahtgewebes), und die Abschottung ist außen umgrenzt von der hochdruckbeständigen Wandung 23, so dass eine weiter außen vom Hochdruckbehandlungsvolumen liegende ringförmige Kavität V21 definiert wird, welche frei von Schüttgut gehalten wird. Die Abschottung 21 ist nicht notwendigerweise hochdruckbeständig; insbesondere ist die Abschottung gasdurchlässig und eine nur bezüglich des Schüttguts wirkende Abschottung.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4A ist die rotatorische Stellbewegung bevorzugt als eine die gesamte Charge verlagernde Stellbewegung ausgestaltet, insbesondere als eine kontinuierliche Stellbewegung, welche einheitlich für das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen vorgegeben wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4B, 4C sind drei rotatorische Stellbewegungen um jeweils eine individuelle Stellachse L vorgesehen, die jeweils eine Charge (unabhängig von den anderen Chargen) entlang des gesamten Materialfluss-Pfades im Hochdruckbehandlungsvolumen verlagern, so dass trotz einer Mehrzahl von hochdruckbehandelten Chargen nicht von Teilchargen gesprochen wird. Im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi sind mehrere Chargen 3 angeordnet, welche individuell mittels individueller Stellbewegungen entlang des jeweiligen Materialfluss-Pfades (hier entsprechend der jeweiligen Stellachse L) verlagert werden. Bei dieser Hochdruckbehandlungsanordnung ist das Hochdruckbehandlungsvolumen durch fluiddurchlässige Innenwandungen 21 in mehrere Teilvolumina unterteilt, in welchen die Hochdruckbehandlung jeweils simultan durchgeführt werden kann. Die jeweilige rotatorische Stellbewegung kann dabei eine kontinuierliche und/oder eine zumindest zeitweise getaktete Stellbewegung sein. Die jeweilige rotatorische Stellbewegung ist dabei einheitlich entlang des gesamten jeweiligen Materialfluss-Pfades vorgegeben. Dieses Ausführungsbeispiel liefert insbesondere auch Vorteile hinsichtlich möglichst homogener Durchströmung bzw. Beschickung der Schüttung mit Lösungsmittel.

Fig. 5A, 5B, 5C zeigen im Detail eine Variante der Hochdruckbehandlungsanordnung 100, bei welcher ein rotatorisches Stellorgan 28 (insbesondere Stange/Welle) an eine Vielzahl von Behandlungsebenen 5 gekoppelt ist, wobei jede Behandlungsebene 5 durch ein Paar von Platten 29; 29a, 29b definiert wird, von welchen die eine ortsfest und statisch angeordnet ist und die andere rotatorisch verlagerbar ist und drehfest mit dem Stellorgan 28 verbunden ist. Eine jeweilige Teilcharge 3.1 , 3.2, 3.n kann zwischen den einzelnen Behandlungsebenen 5 verlagert werden, insbesondere schwerkraftgetrieben in Reaktion auf eine relative Verdrehung der beiden Platten 29a, 29b einer jeweiligen Behandlungsebene 5 relativ zueinander.

Die rotatorische Stellbewegung kann dabei zumindest annähernd eine kontinuierliche Bewegung sein, oder wahlweise kann die rotatorische Stellbewegung auch diskontinuierlich zwischen wenigstens zwei Stellpositionen erfolgen (insbesondere Offen-Steil ung und Geschlossen-Stellung).

Insbesondere zeigt Fig. 5A im Detail die Verwendung und Anordnung von einzelnen Behandlungsebenen 5 im ortsfesten Volumen Vi, wobei wenigstens ein rotatorisches Stellorgan 28 vorgesehen ist. In Fig. 5A sind drei unterschiedliche Medienströme dargestellt: erster Medienstrom M1 : Schüttgut; zweiter Medienstrom M2: Hochdruckmedium bzw. Extraktionsmedium, wahlweise umfassend Imprägnierungsmedium; dritter Medienstrom M3: Extrakt (insbesondere ausgetragener Lösungsmittelstrom). Der erste Medienstrom M1 kann dabei auch eine Zufuhr von im/auf dem Schüttgut vorhandenem Lösungsmittel umfassen, was jedoch keinem explizit vorgesehenem Stoffstrom bzw. Stoffströmungspfad entspricht, sondern davon abhängig ist, mit welchen Stoffen bzw. Bestandteilen das Schüttgut beladen/belastet ist. Die Medienströme M2, M3 können ein- oder zweiphasig sein.

Am Beispiel der Fig. 5A kann auch der Materialfluss erläutert werden: Schüttgut 1 wird als einzelne Teilcharge 2.1 zugeführt. Im Hochdruckbehandlungsvolumen ergeben mehrere Schüttgut-Teilchargen 3.1 , 3.2, 3.n die Schüttgut-Charge 3 unter Hochdruckbehandlung. Der Schüttgut-Materialfluss setzt sich z.B. durch mehrere ausgetragene Teilchargen 4.1 fort. Dabei kann wenigstens eine Sensoreinheit 105 vorgesehen sein, insbesondere für Temperatur, Druck, Kraft, Weg, Masse und/oder Durchfluss. Die jeweilige Sensoreinheit 105 ist insbesondere auch an wenigstens einer Behandlungsebenen 5 angeordnet.

In den Fig. 5B, 5C ist veranschaulicht, auf welche Weise die jeweilige Behandlungsebene 5 in einem abschottenden Zustand oder in einem durchlassenden Zustand eingestellt werden kann.

Fig. 5B veranschaulicht einen durchlassenden Zustand, in welchem ein jeweiliges Durchlasssegment 29.1 der oberen, drehfest mit dem Stellorgan verbundenen Platte 29a in einer Drehposition fluchtend zu einem jeweiligen Durchlasssegment 29.1 der unteren ortsfest angeordneten Platte 29b angeordnet ist. Dabei ist zudem ein jeweiliges geneigtes, insbesondere konisches (oder satte I dachförmig es) Segment 29.3 der oberen Platte 29a fluchtend zu einem jeweiligen ebenen Segment 29.2 der unteren Platte 29b angeordnet. Die jeweilige paarweise Plattenanordnung 29a, 29b lässt durch. Die geneigten Flächen können eine Funktion als Ablaufschrägen für das Schüttgut erfüllen und senken auch ein Risiko hinsichtlich ungewollter lokaler Schüttgut-Ablagerungen.

Fig. 5C veranschaulicht einen abschottenden Zustand, in welchem in Reaktion auf eine rotatorische Stellbewegung Da (Drehwinkeländerung) ein jeweiliges geneigtes, insbesondere konisches Segment 29.3 der oberen Platte 29a fluchtend zu einem jeweiligen Durchlasssegment 29.1 der unteren Platte 29b angeordnet ist. Die jeweilige paarweise Plattenanordnung 29a, 29b sperrt.

Die einzelnen Platten 29 sind insbesondere jeweils als kreisrunde Scheibe mit den bereits beschriebenen Aussparungen (Durchlassöffnungen) ausgestaltet.

Wahlweise können die Ebenen einzeln separat oder simultan zusammen der rotatorischen Stellbewegung aktuiert werden. Die Durchlassöffnungen 29.1 können fluchtend oder versetzt angeordnet sein.

Das in Fig. 5B gezeigte Platten-Paar 29 kann bei anderen Ausführungsbeispielen auch als ein Paar aus zwei ebenen Platten mit jeweils wenigstens einem Durchlass 29.1 für Schüttgut ausgestaltet sein. Die Platten sind jeweils fluiddurchlässig ausgestaltet.

Die jeweilige Stellbewegung beim in den Fig. 5A, 5B, 5C gezeigten Ausführungsbeispiel kann einen Materialfluss einer Mehrzahl von Teilchargen 3.1 , 3.n über einen Abschnitt entlang des Materialfluss-Pfades durch das Hochdruckbehandlungsvolumen Vi sicherstellen. Die rotatorische Stellbewegung kann dabei eine kontinuierliche und/oder eine zumindest zeitweise getaktete Stellbewegung sein. Die (jeweilige) rotatorische Stellbewegung kann dabei einheitlich für das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen für alle Hochdruckbehandlungsebenen vorgegeben werden, und/oder zumindest zeitweise jeweils spezifisch für einzelne vordefinierbare Hochdruckbehandlungsebenen 5 vorgegeben werden.

In Fig. 6 ist eine exemplarische Verfahrensfolge beschrieben.

Eine erste Schrittfolge V1 (Druckbeaufschlagung) umfasst insbesondere drei unterschiedliche Schritte:

S1.1 Zuführen von Schüttgut als (Teil-)Charge in ein Druckbeaufschlagungsvolumen 51.2 Druckaufbau im Druckbeaufschlagungsvolumen, und Halten des Drucks

51.3 Fördern des Schüttguts ins Hochdruckbehandlungsvolumen

Eine zweite Schrittfolge V2 (kontinuierliche Hochdruckbehandlung) umfasst insbesondere die folgenden Schritte:

52.1 Verlagern des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen

52.2 Hochdruckbehandeln durch Extrahieren

52.3 Hochdruckbehandeln durch Imprägnieren

52.4 Austragen von Schüttgut aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen

Das Verlagern S2.1 kann wahlweise einen der folgenden Schritte umfassen:

S2.1a teilchargenweises Fördern des Schüttguts im Hochdruckvolumen

S2.1 b kontinuierliches Fördern des Schüttguts im Hochdruckvolumen

S2.1c Anordnen von Teilchargen des Schüttguts jeweils auf einer Ebene

Das Verlagern S2.1 umfasst wenigstens eine rotatorische Stellbewegung, insbesondere mittels wenigstens eines Stellorgans in Ausgestaltung als Stange bzw. Welle (Drehantriebsmittel), insbesondere mittels drehfest daran gekuppelter Platten. Insbesondere kann das Verlagern individuell hinsichtlich folgender Aspekte ausgestaltet werden: eine einzelne oder mehrere Stellachsen; Stellbewegung für Materialfluss einer oder mehrerer Chargen durch das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen oder Stellbewegung für Materialfluss einer Mehrzahl von Teilchargen über einen Abschnitt entlang des Materialfluss- Pfades durch das Hochdruckbehandlungsvolumen; kontinuierliche und/oder zumindest zeitweise getaktete Stellbewegung; für das gesamte Hochdruckbehandlungsvolumen einheitliche Stellbewegung und/oder zumindest zeitweise jeweils spezifisch für einzelne vordefinierbare Hochdruckbehandlungsebenen vorgegebene Stellbewegung.

Eine dritte Schrittfolge V3 (Entspannung) umfasst insbesondere die folgenden Schritte:

53.1 Zuführen von Schüttgut als (Teil-)Charge in ein Entspannungsvolumen

53.2 Druckabbau im Entspannungsvolumen

53.3 Austragen von Schüttgut aus dem Entspannungsvolumen Die Fig. 7A zeigt einzelne Varianten einer erfindungsgemäßen Hochdruckbehandlungsanordnung 100. Für eine erste Schrittfolge V1 sind einzelne Varianten einer Druckbeaufschlagungseinrichtung 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f gezeigt. Als Druckerzeugungsmittel 11 kann insbesondere eine Pumpe oder ein Kolben zum Einsatz kommen. Eine Einlassarmatur 12 kann ein oder mehrere Einlassorgane aufweisen, insbesondere ein Ventil und/oder eine (Zellrad-)Schleuse. Eine Zellradschleuse liefert insbesondere auch den Vorteil, dass Gasübertritt erschwert wird.

Ferner sind für eine dritte Schrittfolge V3 einzelne Varianten einer Entspannungseinrichtung 30, 30a, 30b, 30c, 30d der Hochdruckbehandlungsanordnung 100 gezeigt. Dabei können mehrere Entspannungseinheiten 31 vorgesehen sein, welche über eine zentrale oder mehrere dezentrale Einlassarmaturen 32 mit einer jeweiligen zweiten Schrittfolge V2 koppelbar sind. Ein Kolben oder Kolbenmotor 33 kann über wenigstens eine Entspannungseinheit 31 mit einer Auslassarmatur 35 zum finalen Austragen des Schüttguts verbunden sein.

Unter Bezugnahmen auf translatorische Stellbewegungen werden die einzelnen Varianten der Druckbehältervorrichtung mit den Bezugsziffern 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20j, 20k, 201, 20m, 20n bezeichnet. In Hinblick auf die zuvor beschriebenen rotatorischen Stellbewegungen sind die Bezugsziffern 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g ebenfalls vergeben worden, bezeichnen jedoch davon unabhängig realisierbare Ausgestaltungen und dienen insoweit lediglich der Nummerierung.

Eine exemplarisch für die Variante 20b angedeutete Steuerungseinrichtung 101 steht in Verbindung mit einer Logikeinheit 103 oder umfasst diese. Die Steuerungseinrichtung 101 kann z.B. auch an eine oder mehrere Sensoreinheiten und/oder an eine oder mehrere Stellorgane gekoppelt sein. Die Steuerungseinrichtung kann dabei auch die Logikeinheit umfassen und eingerichtet sein zum Regeln der hier im Einzelnen beschriebenen Verfahrensschritte.

Die Anordnung in Spalten für die einzelnen Vorrichtungen 10, 20, 30 der jeweiligen Schrittfolge V1 , V2, V3 verdeutlicht, dass die jeweiligen Varianten miteinander kombiniert werden können. Die einzelnen Varianten für die zweite Schrittfolge V2 sind im Detail in den Figuren 7B, 7C, 7D, 7E, 7F, 7G, 7H, 7J, 7K, 7L, 7M, 7N, 70 gezeigt.

Zwecks besserer Übersicht wird die jeweils in der zweiten Schrittfolge V2 implementierbare Druckbehältervorrichtung 20 vorab durch eine allgemeine Beschreibung beschrieben, insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 70. Die jeweilige Druckbehältervorrichtung 20 weist insbesondere Komponenten aus der folgenden Gruppe auf: Einlassarmatur 22, hochdruckbeständige Wandung 23, Heizeinrichtung, insbesondere Heizmantel 24, Auslassarmatur 25, Ein-/Ausströmarmatur 26, Ein-/Ausströmarmatur 27, translatorisches Stellorgan 28.

Fig. 7B zeigt zwei Ausführungsbeispiele, bei welchen einzelne Behandlungsebenen lateral aktuierbar sind. In der Wandung der Druckbehältervorrichtung 20b sind Durchführungen für laterale Stellmittel vorgesehen (insbesondere Stellorgan 28), jeweils spezifisch je Behandlungsebene. Die aktuierbaren lateralen Stellmittel ermöglichen eine Kinematik zumindest umfassend einen Schwenkmechanismus, insbesondere aktuiert mittels Schubstangen. Die Stellmittel können direkt an die jeweilige Platte oder indirekt mittels einer kinematischen Kupplung an die jeweilige Behandlungsebene gekoppelt sein. Die Fig. 7B zeigt das Prinzip der lateralen Aktuierung bei zentrischer oder exzentrischer Lagerung von Platten, wobei je Behandlungsebene wahlweise eine oder mehrere einseitig nach unten oder beidseitig nach oben und unten schwenkbare Platten vorgesehen sind. Zusätzlich oder alternativ zum deckelseitigen Einlass für Schüttgut kann auch jeweils lateral auf der Höhe der jeweiligen Behandlungsebene eine Einlassarmatur und/oder Auslassarmatur vorgesehen sein. Die translatorische Stellbewegung kann beispielsweise in jeder Ebene in radialer Richtung erfolgen (bidirektional; hin und her).

Fig. 7C zeigt drei Ausführungsbeispiele einer Druckbehältervorrichtung 20c, bei welchen jeweils eine von innen nach außen öffnende Kinematik mit Klappenkonstruktion vorgesehen ist, wobei in der jeweiligen Behandlungsebene wahlweise auch Ablaufschrägen und/oder Randbereiche für Stützkonstruktionen vorgesehen sein können. Je Behandlungsebene sind wenigstens zwei symmetrisch bezüglich Mittenlängsachse und Quersteg angeordnete Platten vorgesehen, jeweils nach unten und nach oben schwenkbar. Die jeweilige Platte ist exzentrisch um eine Schwenkachse gelagert, und ein Öffnen erfolgt aus der Mitte heraus (Schwenken nach unten oder auch nach oben). Die Kinematik kann insbesondere auch kuppelnde Gelenke und/oder Zugmittel und/oder wenigstens einen Federmechanismus mit Rückstellbewegung umfassen. Die translatorische Stellbewegung erfolgt in axialer Richtung.

Fig. 7D zeigt zwei Ausführungsbeispiele einer Druckbehältervorrichtung 20d, bei welchen mehrere Behandlungsebenen vorgesehen sind, die jeweils durch eine integrale Platte gebildet sind. Die Kinematik zum Verlagern der Platten wird insbesondere durch eine jeweilige Zug-/Schubstange 28 (Stellorgan) gebildet (insbesondere exzentrische Anordnung der Schubstange (Hebelgestänge), mit nur einer zentrisch angeordneten Einlassarmatur). Diese Ausführungsbeispiele liefern Vorteile insbesondere hinsichtlich Robustheit und einfacher Konstruktion. Die Platten schwenken einseitig nach unten und wahlweise auch nach oben. Das Zuführen der jeweiligen (Teil-)Charge kann zentral via den Deckel erfolgen. Das Austragen kann zentral via eine bodenseitige Auslassarmatur erfolgen. Das zentrale bodenseitige Austragen liefert z.B. prozesstechnische Vorteile, insbesondere bei schwerkraftgetriebenem Austragen, insbesondere hinsichtlich komplettem Austrag ohne Rückstände. Die translatorische Stellbewegung erfolgt in axialer Richtung.

Fig. 7E zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung 20e, bei welchem eine Schwenkkinematik in einer Druckbehältervorrichtung mit lateralen Einlassarmaturen angeordnet ist. Das Austragen von Schüttgut kann zentral an der bodenseitigen Auslassarmatur erfolgen. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Kinematik optimiert werden für das Verschwenken und Austragen nach unten. Die translatorische Stellbewegung (Stellorgan 28) erfolgt in axialer Richtung.

Fig. 7F, 7G zeigt jeweils ein Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung 20f, 20g mit einem vergleichsweise schmalen, langgestreckten Hochdruckbehandlungsvolumen Vi, insbesondere bereitgestellt durch eine rohrartige Hochdruckbehälterwandung. Die stirnseitig in das Hochdruckbehandlungsvolumen geführten Kolben dienen dem Druckaufbau bzw. dem Druckabbau, und können auch in Kombination mit einseitig sperrenden Einbauten in der Art eines Rückschlagventils oder in Kombination mit unidirektional sperrenden Klappen vorgesehen werden. Die jeweils optimale Ausgestaltung der Klappen oder Absperrorgane kann vom Anwendungsfall oder von der Art des Schüttgutes abhängen; beispielsweise können auch halbkreisförmige, klappbare Teller-Hälften vorgesehen sein. Fig. 7F beschreibt einen Aufbau mit einer einzelnen Kavität für das Hochdruckbehandlungsvolumen (keine Unterteilung, keine Abschottung). Fig. 7G beschreibt einen mehrstufigen Aufbau mit mehreren voneinander abgegrenzten Kavitäten innerhalb des Hochdruckbehandlungsvolumens, wobei die Kavitäten durch die Abschottungs-Organe 29 voneinander abgeschottet sind.

Bei dem in Fig. 7H gezeigten Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung 20h sind Druckaufbau- und Entspannungseinheiten ausgelagert, also nicht an das Hochdruckbehandlungsvolumen bzw. an den Druckbehälter gekoppelt, sondern stromauf bzw. stromab davon vorgesehen.

Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung gemäß Fig. 7F, 7G, 7H kann jeweils insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit dem druckgetriebenen teilchargenweisen Zuführen und Austragen von Teilchargen der Schüttung.

Fig. 7J zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung 20j mit Platten 29 bzw. Klappen 29a in paarweiser Anordnung. Sowohl die Platten 29 als auch die Klappen 29a sind einseitig sperrend (sperrend für Schüttgut; jedoch gas- oder fluidduchlässig); die Platten 29 sind ortsfest angeordnet, und die Klappen 29a sind mitlaufend, also an das translatorische Stellorgan 28a gekuppelt, insbesondere in einem Drehgelenk daran gelagert. Prinzipiell kann das in Fig. 7J gezeigte Ausführungsbeispiel als Konzept einer Hubkolbenpumpe oder Schwengelpumpe beschrieben werden. Gelenke oder Lager für die feststehenden Platten 29 können insbesondere an der Behälterwandung befestigt sein, bzw. an ortsfest mit der Behälterwandung verbundenen Mittelstegen; dort können auch Gegenlager bzw. Anschläge für die mitlaufenden Klappen 29a befestigt sein. Sowohl die Platten 29 als auch die Klappen 29a öffnen in Förderrichtung (nach rechts in Fig. 7J). Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit aufeinanderfolgend wiederholt durchgeführten translatorischen Stellbewegungen hin und her zwischen einer translatorischen Null-Position und einer translatorischen End-Position, wobei die translatorische Bewegung in die eine Richtung (in Fig. 7J nach rechts) eine Hubbewegung zur Förderung des Materials ist (aktiv eingeleiteter/aktuierter Materialfluss durch unidirektionale translatorische Stellbewegung), und wobei die Schüttung in Teilchargen auf den einzelnen Ebenen bzw. in den einzelnen durch die Platten definierten Kompartimente im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi schrittweise verlagert wird. Die verwendete Kinematik (28, 28b, 29, 29a) für den einseitig sperrenden Mechanismus kann als translatorische Schwenk-Kinematik beschrieben werden.

Fig. 7K zeigt in Draufsicht ein Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung 20k, welches Materialfluss mittels lokalen geometrischen Variationen von Kompartimenten oder Abschnitten innerhalb vom Hochdruckbehandlungsvolumen Vi ermöglicht. Zwei Kolben 29b sind am translatorischen Stellorgan 28b befestigt und werden damit im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi verlagert (gemäß Fig. 7K in horizontaler Richtung). Die Kolben 29b wirken bidirektional: in einer ersten Richtung generiert der jeweilige Kolben einlassseitig eine (im Vergleich zum Hochdruckniveau vernachlässigbare oder zumindest nicht als Druckzyklus zu bewertende) negative Druckdifferenz, so dass Schüttgut in das Hochdruckbehandlungsvolumen Vi gefördert wird (Klappe oder Rückschlagventil 29 öffnet an der Einlassseite zum Hochdruckbehandlungsvolumen Vi), und in einer zweiten entgegengesetzten Aktuierungs-Richtung generiert der jeweilige Kolben einlassseitig einen Überdruck, so dass Schüttgut aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen Vi ausgetragen wird (Klappe oder Rückschlagventil 29 schließt an der Einlassseite zum Hochdruckbehandlungsvolumen Vi). Auslassseitig vom Hochdruckbehandlungsvolumen Vi führt dieselbe Bewegung des Kolbens 29a zu einem gegenteiligen Effekt. Der Kolben schottet dabei auch zwei Kompartimente des Hochdruckbehandlungsvolumens Vi voneinander ab, die jeweils über einen Leitungsabschnitt miteinander verbunden sind. Die Klappen 29 werden gemäß der Anordnung in Fig. 7K in lateraler Richtung verlagert (gemäß Fig. 7K nach oben bzw. nach unten). Die Anordnung gemäß Fig. 7K lässt sich in Reihe mehrstufig hintereinander aufbauen. Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit aufeinanderfolgend wiederholt durchgeführten translatorischen Stellbewegungen hin und her zwischen zwei translatorischen End-Positionen, wobei die translatorische Bewegung bidirektional eine Hubbewegung zur Förderung des Materials ist (bidirektional translatorisch aktuierter Materialfluss), und wobei die Schüttung in Teilchargen in den einzelnen Abschnitten bzw. Kompartimenten im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi verlagert wird. Fig. 7L zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Druckbehältervorrichtung 20I, bei welchem der Materialfluss unabhängig von Klappen oder Ventilen entlang des gesamten Hochdruckbehandlungsvolumens Vi unabhängig von Gravitationskräften erfolgen kann, insbesondere mittels einer horizontal durch das Hochdruckbehandlungsvolumen Vi geführten Fördereinrichtung, insbesondere Förderband, welche eine Hochdruckbehandlungsebene zur Anordnung des Schüttguts definiert. Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit einer rotatorischen Stellbewegung (Drehantrieb für Förderband), welche mittels der Kinematik der Fördereinrichtung in eine translatorische Materialfluss-Bewegung der gesamten Schüttung überführt wird. Auch bei dieser Variante kann der Materialfluss im Hochdruckbehandlungsvolumen Vi unabhängig von der Zufuhr oder vom Austragen von Teilchargen geregelt werden.

Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen kann wahlweise eine Temperaturregelung zum Einhalten/Regeln eines konstanten Temperaturniveaus erfolgen. Die in den Fig. 7B bis 7E sowie 7L bis 70 gezeigten Einbauten innerhalb des Hochdruckbehandlungsvolumens können wahlweise fest installiert und verbaut sein oder als wenigstens ein Einsatz ausgestaltet sein, insbesondere zur Montage an einem Deckel der Druckbehältervorrichtung. Die in den Fig. 7F bis 7K gezeigten Ausführungsvarianten können wahlweise aus mehreren bspw. mit hochdruckdichten Flanschverbindungen verbundenen Baugruppen bestehen, die hintereinander montiert werden.

Fig. 7M zeigt zwei Ausführungsbeispiele einer Druckbehältervorrichtung 20m, bei welchen die translatorische Kinematik ein zentral angeordnetes Hebelgestänge aufweist, mittels welchem die einzelnen Platten (Ebenen) durch Translation schwenkbar sind. Je Behandlungsebene können z.B. zwei Platten vorgesehen sein, insbesondere in symmetrischer Anordnung. Das Verschwenken erfolgt wahlweise ohne Stellhebel oder mittels einer Kinematik umfassend jeweils einen Stellhebel je Plattenhälfte. Die Platten sind in Fig. 7M jeweils redundant in den einzelnen Verlagerungs-/Schwenkpositionen gezeigt.

In Fig. 7N zeigt zwei Ausführungsbeispiele einer Druckbehältervorrichtung 20n, welchen durch eine exzentrische Anordnung des jeweiligen Stellorgans 28 gekennzeichnet sind. Je Behandlungsebene ist eine Platte vorgesehen, die exzentrisch schwenkbar gelagert ist (exzentrisch angeordnete Schwenkachse) und nach oben und unten schwenkbar ist. Randbereiche einer jeweiligen Behandlungsebene können für Stützkonstruktionen genutzt werden. Die translatorische Stellbewegung erfolgt hier in axialer Richtung.

In Fig. 70 sind drei unterschiedliche Medienströme dargestellt: erster Medienstrom M1 : Schüttgut; zweiter Medienstrom M2: Hochdruckmedium bzw. Extraktionsmedium, wahlweise umfassend Imprägnierungsmedium; dritter Medienstrom M3: Extrakt (insbesondere ausgetragener Lösungsmittelstrom). Der erste Medienstrom M1 kann dabei auch eine Zufuhr von im/auf dem Schüttgut vorhandenem Lösungsmittel umfassen, was jedoch keinem explizit vorgesehenem Stoffstrom bzw. Stoffströmungspfad entspricht, sondern davon abhängig ist, mit welchen Stoffen bzw. Bestandteilen das Schüttgut beladen/belastet ist. Die Medienströme M2, M3 können ein- oder zweiphasig sein. Der dritte Medienstrom M3 kann auch allgemein als (extrahierte) Beladung des Schüttguts verstanden werden.

Fig. 70 veranschaulicht zudem auch einen ersten Schwenkwinkel a, insbesondere nach oben entgegen der Schwerkraftrichtung, und einen zweiten Schwenkwinkel ß, insbesondere nach unten in Schwerkraftrichtung.

Bei den zuvor gezeigten Ausführungsbeispielen kann die jeweilige Behandlungsebene jeweils durch einen ersten und einen zweiten Teil (insbesondere durch zwei Hälften) gebildet sein, die jeweils in schwenkbarer Lagerung ortsfest oder translatorisch verlagerbar angeordnet sind.

Im von der Umgebung U abgeschotteten Hochdruckbehandlungsvolumen Vi erfolgt beispielsweise die Hochdruckbehandlung von Teeblättern, Kaffeebohnen oder Hopfen. Über die Ein-/Ausströmarmaturen 26, 27 kann Extraktionsmedium zirkulieren.

In den Fig. 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F wird eine zyklische translatorische Stellbewegung zum Sicherstellen des Materialflusses für kontinuierliche Hochdruckbehandlung näher erläutert. In Fig. 8A ist ein Prozess-Zustand gezeigt, bei welchem ein translatorisches Stellorgan 28 in einer neutralen Null-Stellung angeordnet ist, insbesondere mittig zwischen einer ersten Hub- Stellung und einer zweiten Hub-Stellung.

In Fig. 8B ist ein Prozess-Zustand gezeigt, bei welchem das translatorische Stellorgan 28 in der ersten Hub-Stellung angeordnet ist, hier entsprechend einer maximal zurück gezogenen Stellung. Eine Einlassarmatur gibt den Weg zum ersten Teilvolumen frei, so dass ein Materialflusspfad von der ersten Schrittfolge zum ersten Teilvolumen der zweiten Schrittfolge gebildet werden kann. Eine (erste) Teil-Charge wird in ein erstes Teilvolumen des Hochdruckbehandlungsvolumens Vi gefördert, beispielsweise mittels einer Pumpe oder eines Kolbens.

In Fig. 8C ist ein Prozess-Zustand gezeigt, bei welchem das translatorische Stellorgan aktuiert wird, indem es von der ersten in die zweite Hub-Stellung verlagert wird, wobei simultan eine jeweilige ortsfeste Klappe/Platte durch den Materialfluss geöffnet/verschwenkt wird. Die Teil-Charge wird dabei mittels der jeweiligen translatorisch verlagerbaren Klappe/Platte vom ersten Teilvolumen in ein zweites Teilvolumen gefördert (translatorische Verlagerung).

In Fig. 8D ist ein Prozess-Zustand gezeigt, bei welchem das Stellorgan die zweite Hub- Stellung erreicht hat, hier entsprechend einer End-Stellung. Die Teilcharge ist komplett in das zweite Teilvolumen gefordert worden, so dass das erste Teilvolumen leer ist. Aus dieser Stellung kann das Stellorgan nun zurück verlagert werden.

In Fig. 8E ist die rückwärtige translatorische Hub-Bewegung des Stellorgans gezeigt, wobei die verlagerbaren Klappen/Platten verschwenken und wobei die ortsfest angeordneten Klappen/Platten sperren. Diese Bewegung entspricht der Hubbewegung im engeren Sinne, also dem Teil des Bewegungszyklus, in welchem der Hub geschaffen wird, um im nachfolgenden Teil des Bewegungszyklus den Materialfluss sicherstellen zu können.

In Fig. 8F ist eine Anordnung entsprechend jener der Fig. 8B gezeigt, wobei das erste Teilvolumen mit einer weiteren Teil-Charge 2.1 beladen werden kann. Die in den Fig. 8A bis 8E beschriebene Prozessabfolge kann für eine jeweilige Teilcharge entsprechend wiederholt werden. Die in den Fig. 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F gezeigte Anordnung kann auch in einer anderen Ausrichtung orientiert werden, insbesondere auch in entgegengesetzter vertikaler Richtung. Drehgelenke oder Schwenkmechanismen können optional z.B. mittels Antrieben und/oder Federkräften aktuiert werden, insbesondere unabhängig von Gravitationskräften.

Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann insbesondere dank des auf Hochdruckniveau gehaltenen Hochdruckbehandlungsvolumens Vi sichergestellt werden, insbesondere in Kombination mit zyklischen translatorischen Hub-/Stellbewegungen.

Mittels der translatorischen Stellbewegung, die bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 bevorzugt als zyklische Hin- und Her-Bewegung ausgestaltet ist, und die entlang einer einzigen Längsachse bzw. Stellachse L erfolgt, kann ein Materialfluss einer Mehrzahl von Teilchargen simultan durch das Hochdruckbehandlungsvolumen sichergestellt werden. Die gesamte Charge setzt sich aus einzelnen in das Hochdruckbehandlungsvolumen zugeführten Teilchargen in den jeweiligen Teilvolumina zusammen.

In den Fig. 9A, 9B, 9C, 9D, 9E wird eine von Gravitationskräften unabhängige Anordnung beschrieben (insbesondere horizontale Ausrichtung der Längsachse der Druckbehältervorrichtung; insbesondere translatorische Stellbewegung in horizontaler Ebene), wobei der Materialfluss auf eine Art und Weise vergleichbar zum Ausführungsbeispiel der Fig. 8 erfolgen kann. In den Fig. 9C, 9D wird das Augenmerk jedoch auf den Vorgang des Austragens von Material aus dem letzten Teilvolumen gerichtet. Ausgehend von Fig. 9B wird die Teilcharge in Fig. 9C bereits in einer Anordnung im letzten Teilvolumen dargestellt, wobei sich das translatorische Stellorgan bereits in der End-Stellung (zweite Hub-Stellung) befindet. Gemäß Fig. 9D wird das Stellorgan zurück verlagert. Der Hub der translatorischen Stellbewegung (Positionsänderung) kann dabei durch Dc beschrieben werden (bei einer Anordnung gemäß Fig. 8A analog durch Dz).

Die Anordnung gemäß Fig. 9A lässt sich wie folgt beschreiben:

das Stellorgan befindet sich in der ersten Hub-Stellung;

eine Mehrzahl von (ersten) sperrenden einlassseitigen Ebenen befindet sich in der ersten Hub-Stellung;

eine Mehrzahl von (zweiten) ortsfesten auslassseitigen Ebenen sind sperrend angeordnet; Der Begriff „einlassseitig“ betrifft eine Ebene, welche stromauf von einem jeweiligen Teilvolumen angeordnet ist. Der Begriff „auslassseitig“ betrifft eine Ebene, welche stromab von einem jeweiligen Teilvolumen angeordnet ist.

Die Anordnung gemäß Fig. 9B lässt sich wie folgt beschreiben:

das Stellorgan wird von der ersten Hub-Stellung zur zweiten Hub-Stellung translatorisch in Materialflussrichtung verlagert;

eine Mehrzahl von sperrenden einlassseitigen Ebenen wird in Materialflussrichtung verlagert, insbesondere zusammen mit dem Stellorgan;

eine Mehrzahl von ortsfesten auslassseitigen Ebenen sind durchlassend angeordnet;

Die sperrenden Ebenen schieben das Material (Teilcharge) in Materialflussrichtung in das angrenzende Teilvolumen, wobei die auslassseitigen Ebenen in einer ersten Drehrichtung verschwenkt werden.

Die Anordnung gemäß Fig. 9C lässt sich wie folgt beschreiben:

das Stellorgan ist in der zweiten Hub-Stellung angeordnet;

eine Mehrzahl von sperrenden einlassseitigen Ebenen sind sperrend angeordnet;

eine Mehrzahl von ortsfesten auslassseitigen Ebenen sind durchlassend angeordnet;

Die Anordnung gemäß Fig. 9D lässt sich wie folgt beschreiben:

das Stellorgan wird von der zweiten Hub-Stellung zurück zur ersten Hub-Stellung translatorisch entgegen der Materialflussrichtung verlagert (Hub-Bewegung zum Nachladen einer weiteren Teilcharge);

eine Mehrzahl von einlassseitigen Ebenen werden, in einer durchlassenden Anordnung, entgegen der Materialflussrichtung verlagert, insbesondere zusammen mit dem oder mittels des Stellorgan(s);

eine Mehrzahl von ortsfesten auslassseitigen Ebenen sind sperrend angeordnet;

Die ortsfesten Ebenen werden in einer zweiten Drehrichtung zurück geschwenkt, zurück in eine sperrende Anordnung, und die verlagerbaren Ebenen werden zurück verlagert und bei dieser Zurück-Bewegung in einer/der ersten Drehrichtung geschwenkt. Die Anordnung gemäß Fig. 9E entspricht im Wesentlichen jener gemäß Fig. 8A. Verlagerbare und ortsfeste Ebenen sind paarweise aneinander angrenzend angeordnet, insbesondere jeweils in sperrender Anordnung. Der Materialfluss zwischen den einzelnen Teilvolumina kann durch zwei aufeinanderfolgende, entgegengesetzte Hubbewegungen (hin und her) sichergestellt werden, insbesondere unabhängig von der Anzahl der in Reihe angeordneten Teilvolumina.

In der ersten Hubstellung werden die verlagerbaren Ebenen in einer zweiten Drehrichtung zurück geschwenkt, zurück in eine sperrende Anordnung; wahlweise können daraufhin die ortsfesten Ebenen in eine durchlassende Anordnung geschwenkt werden, oder zumindest kann eine Schwenk-Kinematik freigegeben werden, so dass die ortsfesten Ebenen frei schwenkbar sind und insbesondere durch verlagertes Material verschwenkt in die durchlassende Anordnung werden, in Reaktion auf die translatorische Stellbewegung.

Die Fig. 9A bis 9E beschreiben zwei Arten von Ebenen, nämlich ortsfeste Ebenen und verlagerbare Ebenen. Beide Arten von Ebenen können wahlweise sperrend oder durchlassend angeordnet werden, insbesondere sperrend ausschließlich entgegen der Soll- Materialflussrichtung. Die sperrende oder durchlassende Stellung der jeweiligen Ebene kann beispielsweise mittels einer Schwenk-Kinematik eingestellt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die jeweilige Ebene eine Mehrzahl von schwenkbaren bzw. kippbaren Platten auf. Die Schwenk-Kinematik kann wahlweise einen Antrieb aufweisen oder antriebslos schwenkbar losgelagert sein um wenigstens ein Drehgelenk.

Anmerkung: Die weiteren Teilvolumina zwischen dem ersten und letzten Teilvolumen sind in den Prozess-Stufen gemäß den Fig. 9B bis 9E ebenfalls mit Material beladen, welches zwecks besserer Übersichtlichkeit jedoch nicht dargestellt wird. Die Fig. 9B veranschaulicht demnach vier aufeinanderfolgende translatorische Stellbewegungen durch die vier Teilvolumina, ausgehend vom ersten Teilvolumen bis zum letzten Teilvolumen.

Die Figuren 9 zeigen auch eine Teilchargen-Kavität V21 des Hochdruckbehandlungsvolumens Vi, wobei die Kavität V21 unidirektional sperrend abgeschottet ist. Die Kontinuität der Hochdruckbehandlung kann bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 9 auf dieselbe Art wie bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 8 sichergestellt werden.

Am Beispiel der Figuren 8, 9 kann der Materialfluss auch noch auf allgemeinere Weise erläutert werden: Schüttgut 1 wird als einzelne Teilcharge 2.1 zugeführt. Im Hochdruckbehandlungsvolumen ergeben mehrere Schüttgut-Teilchargen 3.1 , 3.2, 3.n die Schüttgut-Charge 3 unter Hochdruckbehandlung. Der Schüttgut-Materialfluss setzt sich z.B. durch mehrere ausgetragene Teilchargen 4.1 fort. Dabei kann wenigstens eine Sensoreinheit 105 vorgesehen sein, insbesondere für Temperatur, Druck, Kraft, Weg, Masse und/oder Durchfluss. Die jeweilige Sensoreinheit 105 ist insbesondere auch an wenigstens einer Behandlungsebenen 5 angeordnet.

In den Fig. 8 und 9 ist veranschaulicht, auf welche Weise die jeweilige Behandlungsebene 5 in einem abschottenden Zustand oder in einem durchlassenden Zustand eingestellt werden kann.

In Fig. 10 ist das Konzept der zyklischen translatorischen Stellbewegung nochmals allgemein dargestellt, wobei die Richtung der Stellbewegung nur beispielhaft in der Horizontalebene liegt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 kann das Verlagern S2.1 alternativ zur rotatorischen Stellbewegung wenigstens eine translatorische Stellbewegung umfassen, insbesondere mittels wenigstens eines Stellorgans in Ausgestaltung als Schub-/Zug-Stange, insbesondere mittels schwenkbar daran gekuppelter Platten.

Bezugszeichenliste:

1 Schüttgut bzw. Granulat(-Schüttung)

2.1 zugeführte Teilcharge

3 Schüttgut-Charge unter Hochdruckbehandlung

3.1 , 3.2, 3.n Schüttgut-Teilcharge unter Hochdruckbehandlung

4.1 ausgetragene Teilcharge

5 Hochdruckbehandlungsebene

10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f Druckbeaufschlagungseinrichtung

11 Druckerzeugungsmittel, insbesondere Pumpe oder Kolben

12 Einlassarmatur

20,20a,20b,20c,20d,20e,20f,20g,20h,20j,20k,20l,20m,20n Druckbehältervorrichtung

21 innenliegende Abschottung, insbesondere zylindrisches Schott

22 Einlassarmatur

23 hochdruckbeständige Wandung

24 Heizeinrichtung, insbesondere Heizmantel

25 Auslassarmatur

25.2 Fallrohr

26 Ein-/Ausströmarmatur, insbesondere mit Stutzen

27 Ein-/Ausströmarmatur, insbesondere mit Stutzen

28 rotatorisches Stellorgan, insbesondere Stange, Welle oder Rohr; oder

28 translatorisches Stellorgan, insbesondere Schub-/Zugstange

28.1 Fördereinrichtung, insbesondere Förderschnecke29 Kinematik, insbesondere Schwenkkinematik; oder

29; 29a, 29b (erste und zweite) Platte, Schott, jeweils zumindest teilweise abschottend, wahlweise rotatorisch verlagerbar, insbesondere in Ausgestaltung als kreisrunde Scheibe; oder

29; 29a, 29b (erste und zweite) Platte, Schott, jeweils zumindest teilweise abschottend, wahlweise translatorisch verlagerbar, insbesondere in Ausgestaltung als kreisrunde klappbare oder verschwenkbare Scheibe

29.1 Durchlasssegment 29.2 ebenes Segment

29.3 geneigtes, insbesondere konisches Segment

30, 30a, 30b, 30c, 30d Entspannungseinrichtung

31 Entspannungseinheit

32 Einlassarmatur

33 Kolben oder Kolbenmotor

35 Auslassarmatur

100 Hochdruckbehandlungsanordnung

101 Steuerungseinrichtung

103 Logikeinheit

105 Sensoreinheit, insbesondere für Temperatur, Druck, Kraft, Weg, Masse und/oder Durchfluss

L Längsachse bzw. Stellachse bzw. Stell-Welle zum Übertragen eines Drehmoments M1 erster Medienstrom: Schüttgut

M2 zweiter Medienstrom: Hochdruckmedium bzw. Extraktionsmedium, wahlweise umfassend Imprägnierungsmedium

M3 dritter Medienstrom: Lösungsmittel

V1 erste Schrittfolge: Druckbeaufschlagung

51.1 Zuführen von Schüttgut als (Teil-)Charge in ein Druckbeaufschlagungsvolumen

51.2 Druckaufbau im Druckbeaufschlagungsvolumen, und Halten des Drucks

51.3 Fördern des Schüttguts ins Hochdruckbehandlungsvolumen

V2 zweite Schrittfolge: kontinuierliche Hochdruckbehandlung umfassend Extraktion und/oder Imprägnierung

52.1 Verlagern des Schüttguts im Hochdruckbehandlungsvolumen

S2.1a teilchargenweises Fördern des Schüttguts im Hochdruckvolumen

S2.1 b kontinuierliches Fördern des Schüttguts im Hochdruckvolumen

S2.1c Anordnen von Teilchargen des Schüttguts jeweils auf einer Ebene

52.2 Hochdruckbehandeln durch Extrahieren 52.3 Hochdruckbehandeln durch Imprägnieren

52.4 Austragen von Schüttgut aus dem Hochdruckbehandlungsvolumen

V3 dritte Schrittfolge: Entspannung

S3.1 Zuführen von Schüttgut als (Teil-)Charge in ein Entspannungsvolumen

S3.2 Druckabbau im Entspannungsvolumen

S3.3 Austragen von Schüttgut aus dem Entspannungsvolumen

U Umgebung

Vi ortsfestes, statisch angeordnetes Hochdruckbehandlungsvolumen bzw. hochdruckdicht umschlossene Kavität für Hochdruckbehandlung

V21 durch Abschottung definierte Kavität, insbesondere zylindrische Ringkavität; oder

V21 Teilchargen-Kavität, insbesondere unidirektional sperrend abgeschottet; x Querachse, insbesondere Breitenrichtung

y Querachse, insbesondere Tiefenrichtung

z Hochachse, insbesondere Vertikale

Da rotatorische Stellbewegung (Drehwinkeländerung)

Dc, Dz translatorische Stellbewegung (Positionsänderung)

a erster Schwenkwinkel, insbesondere nach oben entgegen der Schwerkraftrichtung ß zweiter Schwenkwinkel, insbesondere nach unten in Schwerkraftrichtung