Lösungen aus dem Technikum

Der Autor: Dietmar Kneissler Leiter Vertrieb Sieb- und Aufbereitungstechnik, Allgaier Werke

Wenn Berechnungs- und Simulationsmöglichkeiten nur unzureichende Aussagen über das Produktverhalten zulassen, kann zumeist der Test mit Echtmaterial dazu beitragen, Aufschluss über grundlegende Produkteigenschaften, wie Korngröße und -form, Schüttgewicht, Feuchte, spezifische Wärmekapazität, Füllungsgrad und weiteres, zu gewinnen. Diese Daten sind entscheidend für die Wahl bzw. Auslegung der geeigneten Maschine, Anlage oder des Prozesses.

An Anlagen aus dem aktuellen Maschinen- und Apparateprogramm können in Zusammenarbeit mit den Allgaier-Fachleuten Tests auf den Gebieten Trocknen und Sieben durchgeführt und beispielsweise Machbarkeitsstudien für neue Produkte erstellt, optimale Betriebsparameter als Datenbasis für ein zuverlässiges Scale-up ermittelt oder sogar Produktmuster für Anwendungstests hergestellt werden.

Alle in den Versuchsreihen gesammelten Werte und Daten werden in eine Schüttgutdatenbank übernommen und sind damit für Neuauslegungen jederzeit abrufbar. Aufgrund des vorhandenen breiten Technikumspektrums mechanischer und thermischer Verfahren steht dem Kunden eine umfassende Prozesskompetenz zur Verfügung.

Bei Siebversuchen ist es zunächst wichtig, festzustellen, wie sich ein neu entwickeltes Pulver, Granulat oder Schüttgut in einer Siebmaschine verhält und ob es überhaupt industriell siebbar ist. Schließlich gilt es, die technischen Grenzen im Optimum zwischen Durchsatz – also Wirtschaftlichkeit – einerseits und Trennschärfe andererseits zu ermitteln. Im Fein- und Feinstbereich oder bei sensiblen Schüttgütern setzt Allgaier sein bewährtes Taumelsiebsystem ein. Diese Siebtechnologie lässt sich mit elf unterschiedlichen und meist frei kombinierbaren Siebreinigungssystemen – von der einfachen Ballklopfreinigung bis hin zur Kombination aus Luft und Ultraschall – ausrüsten. Diese Maschenreinigungen, die größtenteils selbst entwickelt und konstruiert wurden, haben einen großen Anteil am weltweiten Erfolg dieses Siebsystems. Denn innerhalb der Versuchsreihen ist neben der Wahl der passenden Maschenweiten in den jeweiligen Siebstufen insbesondere die Möglichkeit, mehrere unterschiedliche Maschenreinigungen testen zu können von entscheidender Bedeutung. So kann der Einsatz der richtigen Reinigung den Weg in die Kostenfalle verhindern.

Beispielsweise ist die ultraschallunterstützte Siebung, mit der in der Pulverlackindustrie erfolgreich gearbeitet wird, bei einem Low-Cost-Produkt aus Kostengründen ungeeignet. Mit der Variation der Maschenweite und dem Einsatz einer preisgünstigen Ballklopfreinigung kann in diesem Fall ein Ausweg gefunden werden. Während bei vielen Neuentwicklungen in Chemie, Feinchemie, Pharmaindustrie u. a. sich zunächst die Frage nach der richtigen Siebmaschine stellt, haben dagegen Anwender z. B. aus dem Mineralienbereich mit ihrem Siebgut so viel Grunderfahrung, dass meist nur dann Technikumsversuche erforderlich sind, wenn es um die Optimierungen bei der Trennschärfe geht und/oder vorhandene oder neue Anlagen auf einen höheren Durchsatz ausgelegt werden sollen.

Eine Siebstrecke mit zwei verknüpften Taumelsiebmaschinen für die EPS-Aufbereitung musste auf eine neue EPS-Sorte umgestellt werden. Nach Kundenvorgabe sollten vier Fraktionen erzeugt und das Produkt entstaubt werden. Machbarkeitsstudien im Technikum ergaben, dass dieser komplexe Siebprozess auf der vorhandenen Siebanlage ohne zusätzliche Maschinenerweiterung realisiert werden kann. In der ersten Maschine erfolgt zunächst eine Siebung bei Maschenweite 1,75 mm sowie eine Doppelsiebung bei Maschenweite 1,0 mm.

Anschließend wird das Feingut aus der Doppelsiebung der nachfolgenden Maschine zugeführt. In dieser zweiten Maschine wurde eine umgekehrte Siebung realisiert, bei der zunächst der Staub abgetrennt und anschließend das Produkt mit einer weiteren Doppelsiebung fraktioniert wird. Das Aufgabeprodukt wird dabei in die Fraktionen 0,35 bis 0,6 mm/0,6 bis 1,0 mm/1,0 bis 1,75 mm sowie >1,75 mm und Staub <0,35 mm getrennt. Der Siebeinsatz mit Maschenweite 0,35 mm ist zusätzlich mit Ultraschallreinigung versehen.

Das bedeutet, dass die Fraktion 0,35 bis 0,6 mm keiner Doppelsiebung bedarf wie die übrigen Fraktionen und der Fehlkornanteil trotzdem niedrig gehalten werden kann.

Trocknungs-, Granulier- und Agglomerierverfahren bilden einen weiteren Schwerpunkt im Allgaier-Programm. Die angebotenen Trockneranlagen sind auf den jeweiligen Prozess zugeschnitten, es sind in der Regel also Einzelanfertigungen. Damit wird eine hohe Genauigkeit bei der Auslegung verlangt. Eine fehlerhafte Auslegung kann kostspielig werden. Ist das Fließbett zum Beispiel überdimensioniert, sind Korrekturen mit erheblichen Kosten verbunden. Bei einer genauen Auslegung kann deshalb ein Vorteil sowohl bei den Investitions- wie auch bei den Betriebskosten erzielt werden. Grundlage für eine genaue Auslegung sind an Pilotanlagen ermittelte Parameter. Im Allgaier-Technikum stehen verschiedene Trocknungseinrichtungen vom halbtechnischen bis hin zum Produktionsmaßstab zur Verfügung. Hier können Materialien von Pulvern bis hin zu groben Schüttgütern in Vibrations-Fließbetttrocknern und statischen Wirbelschichttrocknern verarbeitet werden.

Aus Flüssigkeiten lassen sich Suspensionen oder Pasten erzeugen oder es können Granulate/Agglomerate kontinuierlich bzw. in der Charge hergestellt werden. Zusätzlich steht ein Trommeltrockner System Mozer zur Verfügung, der je nach Anwendung ein- oder zweizügig, auch mit Mahl- oder Siebzone, betrieben werden kann.

Darüber hinaus ist es möglich, Versuche mit organischen Reststoffen auf einem neuentwickelten Wälzbetttrockner durchzuführen. Da Allgaier unterschiedliche Trocknungsverfahren anbietet, hat der Anwender den Vorteil des direkten Vergleichs zwischen drehrohr- und wirbelschichtbasierten Techniken. So kann jeder Kunde das für sein Produkt geeignete Verfahren auswählen. In bestimmten Fällen können beide Techniken sogar wirkungsvoll miteinander kombiniert werden.

Ein Beispiel für erfolgreiche Prozessentwicklung im Technikum ist das Trocknungsverfahren für Eisensulfat-Heptahydrat (Grünsalz), das als Nebenprodukt bei der Herstellung von Titandioxid anfällt und sich gewinnbringend weiterverwerten lässt, z. B. zur Wasseraufbereitung und in kleinen Mengen und höchsten Qualitäten sogar als Grundstoff in der Pharmaindustrie.

Online-Info: www.cav.de/0711456