Korbmühlen als Königsweg

Der Autor: Martin Getzmann Geschäftsführer, VMA-Getzmann

Ob der schöne glänzende Perleffektlack am Auto, das extraharte Zahnimplantat, die sich selbst dosierende Vitamintablette oder der Superkleber aus dem Baumarkt; alle Produkte wurden bei ihrer Herstellung dispergiert. Im ersten Schritt der Herstellung werden üblicherweise die Feststoffe, die nicht in Flüssigkeiten löslich sind, wie Farbpigmente bei der Farbenproduktion mit einem Dissolver dispergiert. Der Dissolver ist eine sich sehr schnell drehende Zahnscheibe, die Feststoffteilchen (Agglomerate) in einer Flüssigkeit unter bestimmten Parametern mechanisch zerkleinert. Häufig aber ist die Dispergierleistung des Dissolvers nicht ausreichend. Dann kommen für die weitere Zerkleinerung der Agglomerate Rührwerkskugelmühlen (Perlmühlen) zum Einsatz. Diese sorgen dann in einem weiteren technischen Verfahrensschritt, der sogenannten Feindispergierung oder auch Feinmahlung, für die weitere Zerkleinerung. In Perlmühlen werden die Agglomerate dabei durch die, zwischen den Mahlperlen auftretenden Scher- und Prallkräfte weiter desagglomeriert.

Rührwerkskugelmühlen lassen sich in verschiedenen Verfahrensweisen betreiben, z. B. im Einpassagen-, Jo-Jo- oder Zirkulationsverfahren. Diese haben unterschiedliche Vor- und Nachteile und werden individuell für das jeweilig herzustellende Produkt ermittelt. Rührwerkskugelmühlen sind sowohl technisch als auch als Investition betrachtet aufwendig, erlauben jedoch die Herstellung quasi beliebiger Produktmengen. Oft wird eine Maschine nur zur Verwendung von lediglich einem einzigen Produkt eingesetzt, da ihre Reinigung sehr zeitaufwendig ist. Neben der eigentlichen Maschine ist immer auch die weitere Peripherie wie Pumpen, Schläuche, Rührwerk und Behälter zu reinigen. Im Zuge einer steigenden Individualisierung der Produktpaletten (branchenunabhängig) zeigt sich seit Jahren ein deutlicher Trend zu kleineren bis mittelgroßen, rasch und flexibel herzustellenden Produktmengen. Hier sind die Rührwerkskugelmühlen aufgrund ihrer Verfahrensweise und Bauart nur eingeschränkt sinnvoll einsetzbar.

Die Korbmühlen Torusmill SK und Torusmill TM von VMA-Getzmann kompensieren die Nachteile der Rührwerkskugelmühlen. Für die Herstellung kleinerer und mittlerer Produktchargen, also für die flexible Produktion bis zu etwa 1500 l, werden diese Korbmühlen aufgrund ihrer kompakten Bauart immer häufiger eingesetzt. Bei der Korbmühle, auch oft als Tauchmühle bezeichnet, taucht der mit Mahlperlen gefüllte Mahlkorb in das mit dem Dissolver vordispergierte Produkt ein. Ähnlich wie bei den Rührwerkskugelmühlen erfolgt die Feindispergierung durch die Rotation einer Mahlscheibe, die die Mahlperlen in eine energiereiche Bewegung bringt und somit das Mahlgut feindispergiert. Der bei der Vordispergierung eingesetzte Behälter wird dabei einfach weiter verwendet.

Das dispergierte Produkt wird durch ein unten im Mahlkorb eingebautes Sieb wieder in den Behälter gefördert. Eine unter dem Mahlkorb angeordnete Dissolverscheibe unterstützt diesen Vorgang durch ihre Pumpwirkung. Im ganzen Mahlbehälter bildet sich so ein sehr gleichmäßiger, zirkulierender Produktstrom. Das zu dispergierende Produkt wird durch ein oben im Mahlkorb integriertes Pumprad eingesogen. Dadurch wird die Zirkulationsgeschwindigkeit des Produkts durch den Mahlkorb erhöht, eine deutlich schnellere Produktionszeit erreicht und sogar eine Feindispergierung höherviskoser und thixotroper Produkte ermöglicht.

Der kompakte und strömungstechnisch optimierte Mahlkorb benötigt deutlich weniger Mahlperlen und bietet somit viele Vorteile für den Produktionsprozess und die Reinigung. Dabei werden gleiche oder sogar noch bessere Dispergierergebnisse mit weniger Perlen erzielt. Durch die effektive Zirkulation des Produkts durch den Mahlkorb wird auch ein enges Korngrößenspektrum erreicht.

Nach Erreichen der gewünschten Produktfeinheit wird der Mahlkorb einfach aus dem Mahlgut herausgefahren und kurz leer geschleudert. Dadurch ist eine sehr hohe Mahlgutausbeute gewährleistet. Anschließend wird durch Eintauchen des Mahlkorbs und kurzes Laufenlassen der Mahlscheibe in einem kleineren, mit Lösemittel gefüllten separaten Behälter die Reinigung durchgeführt. So ist die Torusmill-Korbmühle sehr schnell wieder für den weiteren Einsatz bereit. Die Korbmühlen sind auch mit speziellen Abstreifsystemen für Behälterrand und Mahlkorbaußenwandung erhältlich. Dadurch wird die Kühlung des Mahlkorbs auch bei der Feindispergierung hochviskoser und thixotroper Produkte nicht beeinträchtigt. Selbstverständlich gibt es die Korbmühlen auch für den Vakuumbetrieb.

Die Torusmill TM ist das Highlight der Produktreihe. Sie bietet eine intelligente Kombination aus Dissolver und Korbmühle in einer Maschine. Für die Vordispergierung wird sie wie ein normaler Dissolver verwendet. Der oben im Maschinendeckel geparkte Mahlkorb wird anschließend einfach heruntergefahren und verwandelt die Maschine dadurch in eine Korbmühle mit allen systembedingten Vorteilen.

Um ein leichtes Scale-up neu entwickelter Rezepturen auf den Batchbetrieb der Korbmühlen zu ermöglichen, stehen für das große Produktspektrum der modularen Labordispergiersysteme Dispermat kompakte Mahlkorbsysteme für Labordissolver zur Verfügung, mit denen Mahlgutmengen bereits ab 250 ml effektiv feindispergiert werden können. Leistungsstarke Dispermat-Labor- und Technikumsdissolver erlauben aber auch den Einsatz größerer adaptierbarer Mahlsysteme dieser TML-Baureihe zur Feindispergierung bis zu 50 l für den Pilotbetrieb oder Kleinproduktion. Durch die aufwendige Prozesskontrolle entsprechender Dispermat-Labordissolver als Basisgerät lassen sich somit leichter und wissenschaftlicher moderne Rezepturen entwickeln und die Ergebnisse unkompliziert auf den Produktionsmaßstab der Torusmill-Korbmühlen übertragen. Durch den Einsatz der optional erhältlichen Nanokits können sowohl bei den Korbmühlen als auch bei den Dispermat-TML-Mahlsystemen nun auch sehr kleine Mahlperlen für anspruchsvolle Applikationen verwendet werden.

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