Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für Vertikalmischsysteme

Amixon-Mischertagung in Paderborn

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Kontinuierlicher Mischer in Vertikalbauweise Bild: Amixon
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80 Experten der Schüttgutverfahrenstechnik trafen sich im September 2019 im Hause Amixon in Paderborn. Die Ganztagesveranstaltung war geprägt von fünf Vorträgen und einer Werksbesichtigung. Die Vortragsthemen betrafen die Schüttgutbehandlung und -veredelung in den Branchen Chemie, Lebensmittel, Diätetik und Pharmazie.

Bei der Amixon-Mischertagung wurden verschiedenste Feststoffmischsysteme im Überblick vorgestellt und deren unterschiedliche Wirkungsweisen beschrieben, um daraus die dreidimensionale Umschichtung von Vertikalmischwendeln herzuleiten. Ein universelles Verfahrensziel beim Einsatz von Vertikalmischsystemen lautete: mit minimalem Energieaufwand eine technisch ideale Zufallsmischung herzustellen, die in der Praxis nicht mehr verbesserbar ist. Hierzu werden technische Zusatzeinrichtungen wie statische Stromstörer, rotierend arbeitende Zusatzmischwerkzeuge oder besondere Gefäßgeometrien benötigt.

Amixon bietet verschiedenste Konstruktionsarten helixartiger Mischwerkzeuge, die es ermöglichen, mit ein und demselben Vertikalmischsystem sowohl kleine als auch große Chargen zu mischen, wobei die gemischten Güter nahezu restlos entleert werden können. Die großen Inspektionstüren sind so ausgebildet, dass sie im geschlossenen Zustand totraumfrei und dauerhaft gasdicht schließen und zum Zweck der Revision schnell zu öffnen sind. Diese Türen werden mit einem konstanten Schrägwinkel aus dem Mischgefäß herausgeschnitten und spanabhebend nachbearbeitet. Die eingefräste Nut weist eine Hinterwölbung auf und fixiert den Sitz des O-Ringes.

Als wirklich erstaunlich wurde die Tatsache bewertet, dass mit ein und demselben Helixmischwerkzeug empfindliche Müslirezepturen zerstörungsfrei in 3-m3-Chargen innerhalb von 12 s vermischt werden, wobei die empfindlichen Haferflocken Abmessungen im Zentimeterbereich aufweisen und mit demselben Mischer nanofeine Pulver für elektrochemische Anwendungen in einem 6-t-Batch vermischt und aufbereitet werden.

Pulverbenetzung und mehrstufige Synthesereaktion

Ein vertiefender Vortrag behandelte Aspekte der Pulverbenetzung und der mehrstufigen Synthesereaktion, wobei jeder Syntheseschritt mit einer Vakuumtrocknung nasser Suspensionen abschließt. Ein besonders hohes Vakuum (5 mbar) begünstigt die Trocknung thermosensibler Wirkstoffe für pharmazeutische Anwendungen. Die Mischwerkswendeln können einen besonders intensiven Wärmeaustausch realisieren, wenn sie große Abmessungen aufweisen und mit Dampf durchflutet werden. So ist es beispielsweise möglich, chargenweise in weniger als 6 h 5 t Ethanol aus einem feinen Pulver bis zur gewünschten Endfeuchte zu verdampfen. Wahlweise kann das Trockengut anschließend mit Wasserdampf desodoriert werden.

Sogenannte Pastenbunker sind dem Vakuummischtrockner oftmals vorgeschaltet, wenn die Feuchtgüter in Kammerfilterpressen oder Schälzentrifugen mechanisch vorgetrocknet worden sind. Pastenbunker sind gasdichte Gefäße mit eingebautem Wendelagitator. Sie müssen die pastösen Güter sicher und hochgradig austragen und dabei während des Austragens möglichst wenig Scherenergie ins Feuchtgut eintragen. Darüber hinaus sollen sie niedrig und platzsparend konstruiert sein.

Kontinuierliche Mischprozesse

Kontinuierliche Mischprozesse haben den Vorteil, dass mit kleinen Mischmaschinen große Volumenströme gemischt werden können. Dabei macht es keinen Unterschied, ob zwei oder beispielweise acht Komponenten miteinander vermischt werden. Nachteilig ist indes, dass sich die beteiligten Dosiersysteme zueinander parametrieren müssen, wenn der Mischvorgang gestartet wird. In der Regel sind die Güter, die während dieses Einschwingvorganges gemischt werden, als Abfall zu definieren. Anders ist dies bei vertikalen Wendelmischern, denn diese können sowohl chargenweise als auch kontinuierlich betrieben werden. Ihr Einsatz ist insbesondere dann prädestiniert, wenn der kontinuierliche Mischvorgang mit mehreren Komponenten aus dem „Kaltstart“ beginnt und keinerlei Anfahrverluste und keine Abschaltverluste aufweisen soll.

Beispiele zeigten unterschiedliche Baugrößen, eingesetzt in der Baustoffindustrie mit 40 t/h Massenstrom, der Babynahrungsherstellung mit 2 t/h Massenstrom und der Jodierung von 2 m3/h Speisesalz. Die kontinuierlich zugegebenen Komponenten durchfließen eine klassische Kesselströmung und verlassen den Mischer am tiefsten Punkt. Kurzzeitige Dosierschwankungen können besonders gut kompensiert werden. Ein Produktverlust wird so vermieden.

Industrie 4.0 in der Mischtechnik

Abschließend befasste sich der Vortrag des technischen Leiters bei Amixon, Ludger Hilleke, mit dem vielfach diskutierten Thema Industrie 4.0. In diesem wurden Strategien für Anwender aufgezeigt: Sensorisch vernetzte, fahrerlose Transportsysteme kommunizieren mit vor- und nachgelagerten Prozessmaschinen und vermeiden Engpässe bei der Rohstoffversorgung oder beim Abtransport von Fertigprodukten. Vorausschauende Instandhaltung löst mehr und mehr die präventive Instandhaltung ab, indem Prozess- und Maschinendaten intelligent ausgewertet werden. Es werden nur die Bauteile ausgewechselt, die tatsächlich demnächst ausfallen werden. Dabei sind die anfallenden Datenmengen beträchtlich, die in einen Datenpool hineinfließen: Schwingungsmessungen an Motoren und Getrieben, Feuchtemessungen an Drehdurchführungen, Leckage Detektionen an Wellendichtungen und Verschlussarmaturen.

Zum Motor können z.B. Strom, Spannung, Beschleunigung, Wicklungstemperatur und Klemmkastentemperatur erfasst werden. Daraus lassen sich unmittelbar die Wirkleistung, die Netzfrequenz, der Leistungsfaktor, die Energie, der Summenschwingwert und die Betriebsstunden errechnen. Weitaus komplizierter ist dagegen ein Getriebe, bei dem Drehmoment, Ölmenge, Filterzustand, Öldruck, Ölstand, Öltemperatur, Ölreinheit, Verzahnungszustand, Drehfrequenz erfasst und ausgewertet werden.

Auf großes Interesse stieß auch das Beispiel einer neu entwickelten Lippendichtung: Während der Polymerwerkstoff der Lippe grundsätzlich nicht elektrisch leitend ist, verhält es sich bei der Neuentwicklung anders. Die Leitfähigkeit vergrößert sich nach Maßgabe des Dichtungsverschleißes. So kann einerseits die Leckage der Dichtung verhindert werden und gleichermaßen auch ein unnötiges Auswechseln der intakten Dichtung.

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