Ringschichtmischer bieten viele Möglichkeiten

Der Autor: Peter Illing Leiter Mixing and Processing Technology/Drying & Reaction Process Technology, Gebr. Lödige Maschinenbau

Spricht man von Feststoffmischern horizontaler Bauart, sind meistens Schaufel- und Schneckenbandmischer (Ribbon Blender) gemeint. Das liegt vor allem an der höchsten Verbreitung dieser Mischsysteme. Ringschichtmischer sind im Vergleich dazu eher weniger bekannt und werden entsprechend seltener eingesetzt. Der Grund dafür ist einfach: Die Beherrschung der Prozessparameter ist bei diesem Verfahren komplex. Hohe Drehzahlen, eine sehr kurze Verweilzeit des Mischgutes und die hohe spezifische Durchsatz- und Antriebsleistung entsprechender Maschinen stellen Anforderungen, die auch rund vier Jahrzehnte nach Entwicklung der Ringschichtmischer nur wenige Hersteller erfüllen können.

Seine charakteristischen Stärken entwickelt das Ringschicht-Verfahren überall dort, wo intensive Mischprozesse mit hohen bis sehr hohen Durchsatzleistungen verlangt werden. Auch im Hinblick auf Wirtschaftlichkeit und Vielseitigkeit ist der Einsatz von Ringschichtmischern in vielen Branchen interessant. Die Grundausführung einer solchen Maschine entspricht der eines herkömmlichen kontinuierlichen Mischers mit ruhendem Behälter und rotierenden Mischwerkzeugen. Ein Beispiel ist die Baureihe KM von Lödige. Im Unterschied dazu rotiert das Mischwerk eines Ringschicht-Systems jedoch mit hohen Umfangsgeschwindigkeiten von bis zu 40 m/s. Dadurch werden die zugeführten Produktkomponenten zentrifugal beschleunigt. Das Ergebnis ist die Ausbildung einer Ringschicht.

Innerhalb dieser konzentrischen Schicht herrschen enorme Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den schnell rotierenden Mischwerkzeugen und der ruhenden Behälterwand. In der Konsequenz herrscht im Profil der Ringschicht eine besonders starke Mischintensität. Die speziell geformten Werkzeuge des Mischwerkes bewegen das Produkt im weiteren Prozessverlauf – bei gleichbleibendem Energieeintrag – pfropfenartig durch den Mischraum. Weil dieser Vorgang enorm schnell erfolgt, sind die Verweilzeiten sehr kurz und das Verweilzeitspektrum ist sehr schmal.

Gebr. Lödige Maschinenbau hat in den letzten 40 Jahren weltweit über 1000 Ringschichtmischer für verschiedenste Industrieanwendungen ausgeliefert. Diese langjährige Erfahrung hat das Unternehmen im Hochleistungsmischer CoriMix (CM) gebündelt. Er ist als Labor- und als Produktionsmischer in verschiedenen Größen erhältlich. Bei Nutzvolumina von 5 bis 3000 l sind produktabhängig Durchsätze von bis zu 0,250 m³/h im Laborbetrieb und bis zu 500 m³/h in der Produktion realisierbar. Die konsequent kompakte Bauweise erlaubt dabei hohe Leistungsdichten.

Durch die anwendungsspezifische Auslegung einer jeden Maschine lassen sich mit dem CoriMix vielfältige Verfahren wirtschaftlich realisieren. Das Spektrum reicht vom Mischen, Benetzen, Verdichten und Granulieren über Dispergieren und Beleimen bis hin zum Agglomerieren, Aufschließen und Schmelzen. So eignet sich der CoriMix ausgezeichnet für das Mischen von trockenen Substanzen und feuchten Mischungen, aber auch zur Herstellung von Suspensionen, zum Coaten von Primärpartikeln und zur Erzeugung feiner Agglomerate im schmalen Kornspektrum. Für Mischaufgaben mit intensivem Vormischen und schonendem Nachmischen lässt sich der CoriMix mit einem kontinuierlichen Pflugschar-Mischer KM kombinieren. Einsatzbereiche bietet die Agrochemie ebenso wie die Wasch- und Genussmittelherstellung oder die Aufbereitung von Aschen und Stäuben. Eine spezielle Variante für Anwendungen im Pharmabereich entspricht in den Ausführungsmerkmalen allen Anforderungen der dort gültigen Regeln für Good Manufacturing Practices (GMP).

Flüssige Bestandteile werden getrennt von den trockenen direkt in die Produkt-Ringschicht eingeleitet. Dies gewährleistet eine besonders homogene Verteilung innerhalb der Mischung. Die Benetzung der Mischerwand und Ablagerungen der Mischwelle werden so vermieden. Die Zugabe von Flüssigkeiten kann wahlweise auf zwei Arten erfolgen: von außen über tangential in den Mischraum ragende Düsenrohre oder von innen über die mit entsprechend ausgebildeten Werkzeugen bestückte Mischwelle. Die Verweilzeit in der Maschine lässt sich über mehrere Parameter gezielt steuern: Füllgrad, Drehzahl, Geometrie und Einstellung der Mischwerkzeuge sowie die Länge des Mischbehälters und der Volumendurchsatz beeinflussen die produktspezifische Prozessdauer. Das System bietet darüber hinaus die Möglichkeit, den Mischraum in Zonen unterschiedlicher Scherintensität zu unterteilen. Eine Anpassung an die variierenden Produkteigenschaften ist damit jederzeit gewährleistet.

Geringer Platzbedarf, einfache Handhabung und Wartung, gute Reinigungsmöglichkeit und Langlebigkeit standen bei der Entwicklung des CoriMix im Mittelpunkt. Der Mischbehälter ist mittig über die gesamte Länge geteilt. So lässt sich das Mischsystem komfortabel reinigen, problemlos warten und bei Bedarf einfach an neue Anforderungen anpassen. Auskleidungen zur Schonung des Mischbehälters ermöglichen auch die Verarbeitung zur Anhaftung neigender oder abrasiver Produkte. Für den entsprechenden Verschleißschutz sorgen spezielle Verbundwerkstoffe, verschleißarme Legierungen sowie Panzerungen. So genannte Antihaftliner vermeiden Produktanhaftungen an der Behälterwand.

Eine größtmögliche Wärmeaustauschfläche wird durch einen Doppelmantel am Mischbehälter und durch ein heiz- bzw. kühlbares Mischwerk (einschließlich der Mischwerkzeuge) erreicht. Der intensive Produktkontakt und -austausch an der Behälterwand ermöglicht einen sehr effizienten Wärmeübergang. Als weitere Besonderheit kann die eingeleitete Motorenergie für die Konstanthaltung der Mischgüte verwendet werden, speziell dann, wenn Schwankungen bei der Produktzuleitung auftreten. Die lastabhängige Regelung der Austragsklappe nutzt die Wirkleistung des Antriebsmotors als Stellsignal.

Online-Info: www.cav.de/0511447