Komponenten dreidimensional verströmt

Pulverlacke mit hoher Mischgüte

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Farbe kann mehr als die Identität eines Produkts erkennen lassen. Wenn zum Beispiel Hygienebereiche lackiert werden, bedient man sich farbiger Beschichtungen mit antimikrobieller Wirkung. Um den gewünschten Wirkmechanismus zu erhalten, wird den farbgebenden Pigmenten ein feinpartikulärer Wirkstoffcompound mit besonderen Oberflächeneffekten zugegeben. Die Komponenten sind genau zu verwiegen und zu vermischen.

Der Autor: Johannes Strunz Sales Engineer, Amixon

Heutzutage werden an Farbmittel umfangreiche Ansprüche gestellt. Sie sollen informieren, verschönern, die Stimmung aufhellen, uns warnen oder eine Information verstärken. Gleichzeitig sollen Farben weitere Funktionen erfüllen, z. B. Keime oder Schimmelpilze abhalten oder Feuchtigkeit aussperren. Insbesondere, wenn besondere Zähigkeit und Beständigkeit gefordert sind, haben sich Pulverlackbeschichtungen durchgesetzt. Das Aufbereitungsverfahren für Pulverlacke ist komplex. Rohgemenge werden extrudiert und gewissermaßen vorvernetzt, dann abgekühlt, vermahlen, klassiert und erneut mit Wirkstoffen vermischt.
Amixon-Mischer meistern diese anspruchsvolle Aufgabe. Der Mischer erzeugt eine dreidimensionale Totalverströmung. Das Haufwerk wird innerhalb des Mischgefäßes in Form einer Schubströmung durchmischt. Das Mischgefäß ist ein aufrecht stehender Konus mit oberseitigem Zylinder. In dessen Zentrum rotiert ein Helix-Mischwerkzeug (Schraubenband). Die Wendel weist in etwa eine Steigung von 20° auf. Die Schraubenbandbreite ist so bemessen, dass mit einer Mischwerkumdrehung bereits ein Fünftel vom gesamten Mischrauminhalt befördert wird. Das Schraubenband erfasst die Mischgüter in der Peripherie des Mischraums und fördert sie aufwärts. Oben angekommen fließt das Mischgut im Zentrum des Gefäßes abwärts. Der Mischeffekt erfolgt maßgeblich in den Grenzbereichen zwischen den zwei Makroströmungen. Vereinfacht ausgedrückt kann man den Vorgang wie folgt beschreiben: Die Aufwärtsschraubung der Mischgüter erfolgt zwangsweise durch das Schraubenbandmischwerkzeug, die Abwärtsströmung erfolgt auf natürliche Weise durch die Schwerkrafteinwirkung. Im Grenzbereich dazwischen findet der Platzwechsel innerhalb des Partikelsystems statt.
Schonend homogenisieren
Aufgrund der totraumfreien Verströmung werden nach ungefähr 70 bis 200 Mischwerkrotationen technisch ideale Mischgüten erzielt. Der Mischvorgang ist besonders schonend und energieeffizient. Die Umfangsgeschwindigkeit des Mischwerkzeugs (im Zylinderteil gemessen) ist regelbar zwischen 0,5 und 2,5 m/s. Bauartbedingt sind ideale Mischgüten bereits bei ca. 5 %igem Füllgrad erzielbar, da der Verströmungseffekt unabhängig vom Füllgrad gleichermaßen stattfindet. Amixon definiert die Typbezeichnung der Mischer anhand des Nutz- oder Arbeitsvolumens. Ein Mischer des Typs AM 3000 kann somit bereits 150-l-Ansätze ebenso gut mischen wie 1000-l-Ansätze, sofern distributives (schonendes) Mischen stattfinden soll.
Zuweilen wünscht der Anwender ergänzende Aufbereitungsschritte wie Entklumpen, Dispergieren oder Agglomerieren. Hier sollen zusätzlich scherende und verreibende Effekte bei erhöhtem Energieeintrag stattfinden. Im Mischer erfolgt das einerseits, indem die Mischwerkdrehfrequenz erhöht wird und andererseits, indem zusätzlich Scher-Dispergier-Werkzeuge betrieben werden. Für den Fall des dispersiven Mischens ist der Füllgrad zu erhöhen, sodass das Scher-Dispergier-Werkzeug ca. 30 bis 40 cm unterhalb des Füllstands vorgefunden wird. Je nach Baugröße beträgt dann der Mindestfüllgrad beim AM 3000 ca. 400 l und beim AM 6000 ca. 600 l.
Beschickung und Austragung
Die Beschickung des Mischers erfolgt durch einen oder mehrere Stutzen oberhalb des Mischraums nacheinander oder zeitgleich. Dabei kann das Mischwerk stillstehen – für den Fall, dass der Mischer auf Wägezellen befindlich als Dosierwaage fungiert – oder rotieren. Nach erfolgtem Mischprozess öffnet eine totraumfreie Bodenarmatur und das Mischgut strömt durch einen Austragstutzen des Mischers abwärts. Dieser Austragsvorgang ist entmischungsfrei und die Größe des Volumenstroms ist durch die Abmessung der Verschlussarmatur vorgegeben. Das massiv gefertigte Mischwerkzeug ist in der Regel nur oben gelagert und nur von oben angetrieben. Eine hygienische Wellenabdichtung garantiert einen staub- und kontaminationsfreien Betrieb, auch bei differierenden Drücken innerhalb des Mischraums. So liegt beispielsweise ein Vakuum an, wenn das Mischgut per Saugpneumatik eingesogen wird. In besonderen Fällen wird der Mischraum vor der Beschickung vom Luftsauerstoff befreit, indem ein Vakuum von ca. 10 mbar Absolutdruck angelegt wird. Der Mischraum wird dann mit Stickstoff geflutet. Anschließend erfolgt der Mischguteintrag. Während des Mischens und Austragens wird ein sanfter Stickstoffüberdruck von 50 bis 100 mbar im Mischraum aufrechterhalten, um Luftsauerstoff vom Mischgut fernzuhalten. In anderen Fällen erfolgt die Beschickung des Mischraums per Druckpneumatik. Auch während des Überdruckbetriebs verbleibt der Mischraum gas- und staubdicht. Das betrifft insbesondere die komplexen Konstruktionselemente wie Wellenabdichtung, Bodenverschlussarmatur und Inspektionstür.
Inspektion und Reinigung
Zugänglichkeit und Einsicht in den Mischraum werden durch großformatige Inspektionstüren gewährleistet. So kann die manuelle Trockenreinigung schnell und zuverlässig durchgeführt werden. Die Inspektionstür ist nach dem CleverCut-Verfahren gefertigt. Die in der Nut eingelegte O-Ringdichtung dichtet sehr nah am Produkt gas- und staubdicht. Diese Türdichtung ist sogar für die automatische Nassreinigung geeignet. Sämtliche produktberührten Teile werden fugenfrei verschweißt und wahlweise verschliffen. Die Schliff- beziehungsweise Oberflächengüten werden gemäß der jeweiligen Kundenspezifikation realisiert. Sogar eine spiegelblanke Politur kann geliefert werden. In besonderen Fällen werden die Oberflächen auch elektropoliert. Sämtliche Polymerwerkstoffe sind FDA-konform und sowohl für den Trocken- als auch für den Nassbetrieb werden die aktuellen Vorgaben des EHEDG realisiert. Zur Verfahrenserprobung verfügt Amixon über mehr als 30 Testmischer in den Werkstechnika Paderborn, Memphis in den USA und Osaka in Japan.
Halle 6.0, Stand C76
prozesstechnik-online.de/cav0612499
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