Nibbler sind eine Gericke-Systemlösung, um Klumpen und störende Granulate in Feststoffen zu zerkleinern. Diese Aufgabe übernimmt ein Schlägerwerk, ein integriertes Sieb sorgt dafür, dass nur Produkt mit der gewünschten Korngröße passieren kann. Nibbler werden inline nach Sackaufschüttungen oder Containerumfüllstationen eingebaut. Sie sichern die Produktqualität nach Trocknern, Filtern oder verarbeiten Rework oder Recyclat.
Dr. Ralf Weinekötter
Viele feinkörnige Produkte der Chemie- und Nahrungsmittelindustrie enthalten Klumpen oder Agglomerate. Sie entstehen häufig bei der Herstellung der Feststoffe. Ein Beispiel hierfür sind Produkte, denen auf Bandtrocknern die Feuchtigkeit entzogen wird. Breite Schollen des Produktes werden vom Band abgeworfen, die zerkleinert werden müssen. Viele Feststoffe mit einer Korngröße von unter 300 mm sind hygroskopisch. Unter Feuchteeinfluss und Druck bilden sich Klumpen bei Transport und Lagerung in diesen Feststoffen (Abb. 1). Viele Endprodukte sollen jedoch eine möglichst gleichmäßige Kornverteilung ohne Klumpen aufweisen. Diese Anforderung müssen auch viele Zwischenprodukte erfüllen, damit eine Weiterverarbeitung dieser Produkte erleichtert oder erst ermöglicht wird. Dies veranschaulichen folgende drei Beispiele:
• In Feststoffmischprozessen sind Klumpen und Granulate unerwünscht. Je feinteiliger die Komponenten, umso homogener wird die Mischung. Bereits in der Materialaufgabe der Mischer, der Aufschüttung, können diese Klumpen durch einen Nibbler zerkleinert werden.
• Schnelle Wärme- und Stoffaustauschvorgänge bei Reaktionsprozessen werden vor allem durch feine Partikel mit ihren großen spezifischen Oberflächen erreicht. Klumpen im Produkt führen zu ungleichmäßigen Aufheiz- , Löse- oder Schmelzvorgängen bei der Weiterverarbeitung dieser Partikel.
• In der innerbetrieblichen Logistik wird ein großer Anteil an Pulvern in Rohrleitungen pneumatisch zu weiterverarbeitenden Prozessen gefördert. Große Klumpen im Zwischenprodukt könnten zu einer Verstopfung der Rohrleitung führen. Klumpenfreies Granulat erlaubt auch die Wahl einer niedrigen Luftgeschwindigkeit bei der pneumatischen Förderung. Dies reduziert den Energieaufwand für den pneumatischen Transport deutlich.
Zur Zerkleinerung oder Ausschleusung dieser Granulate werden industriell Brecher, Mühlen und Siebmaschinen eingesetzt. Eine universelle Alternative für viele Feststoffe (Tabelle) bietet der Nibbler.
Der Nager
Abbildung 2 zeigt einen kleinen Nibbler (Durchsatz bis 1 t/h). Diese Maschinen werden inline betrieben, d.h. sie befinden sich typischerweise unterhalb einer Containerumfüllstation, Sackaufschüttungen, Silos etc. Das Material mit den Klumpen gelangt durch Schwerkraft in den Bereich des horizontal angeordneten mehrteiligen Schlägers. Dieser Schläger rotiert, und die Granulate werden mittels Scher-, Prall- und Reibungskräften zerkleinert. Granulate werden von einem Sieb solange im Wirkbereich der Schläger aufgehalten, bis sie genügend fein sind, um das Sieb zu passieren.
Für weichere Produkte werden statt des Siebes auch Raffeln (Abb. 2, 3) eingesetzt. Die scharfen Kanten dieser Raffeln schneiden oder nagen (engl. to nibble, hierher der Name) Material aus den Klumpen heraus. Zur Reinigung kann das Sieb oder die Raffel schnell herausgezogen werden. In automatisierten Reinigungsprozessen der pharmazeutischen Industrie wird der Nibbler zur Reinigung geflutet und einer CIP-Reinigung unterworfen.
Zwischen Wirbelstromsiebmaschine und Siebmühle
Wie Wirbelstromsiebmaschine oder Siebmühlen besitzt der Nibbler die Kombination von Schlägerwerk und Sieb. Das Drehmoment und damit die Kraft des Nibblers ist jedoch deutlich größer als das einer Siebmaschine. Der Nibbler kann sogar aus dem Produktstau heraus das Material verarbeiten. Siebmühlen rotieren deutlich schneller als der Nibbler. Die Umfangsgeschwindigkeit der Schläger liegt um die 1 m/s. Eine Vermahlung feiner Partikel ist hierdurch ausgeschlossen. Produkte, die den Nibbler durchströmen, verlieren ihre Knollen, unerwünschter Feinanteil wird jedoch nicht erzeugt. Wie viele andere feinteilige Feststoffe bildet beispielsweise Zucker bei Feuchtigkeit und Druck Klumpen. Im Nibbler zerfallen die Klumpen wieder in die einzelnen Zuckerkristalle. Die Umfangsgeschwindigkeiten des Schlägerwerkes im Nibbler betragen etwa 1 m/s. Damit wird eine Vermahlung der Zuckerkristalle vermieden.
Für Anwendungen im Ex-Bereich werden Nibbler mit Umfangsgeschwindigkeiten unter 1 m/s geliefert. Diese Maschinen sind auch mit integriertem Frequenzumformer erhältlich. Die Spaltweite zwischen Schläger und Sieb kann produktspezifisch eingestellt werden.
Breites Einsatzgebiet
Diese Nibbler werden für viele verschiedene Feststoffe eingesetzt. Die Tabelle enthält typische Anwendungsgebiete für Produkte aus Chemie- und Nahrungsmittelindustrie. Es werden auch Suspensionen auf diesen Maschinen gefahren, hier wie auch bei pastösen Produkten muss die Eignung mittels eines Testes ermittelt werden. Typische Durchsätze reichen von wenigen kg/h bis zu einigen Tonnen. Die Lochung der Raffeln beträgt zwischen 2 und 25 mm. Im industriellen Einsatz erlauben große Inspektions- und Reinigungstüren einen sekundenschnellen Ausbau des Raffeleinsatzes. Spezielle Ausführungen des Nibblers wurden für die Pharmaindustrie entwickelt.
E cav 233
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