Scharfe Trennschnitte

Die zentrifugale Trenntechnik ermöglicht es, für jeden spezifischen Anwendungsfall maßgeschneiderte, nanoskalige Feststoffteilchen bereitzustellen. Zur Lösung dieser Aufgaben bietet KVT eine komplette Produktfamilie vom Technikumssystem, der Lab-Cut LC 1000 bis zur größten Anlage, der Nano-Cut NCS 3000, an. Die Klassierleistung variiert innerhalb der Baureihe von nur wenigen Litern pro Stunde bis in den Kubikmeterbereich. Das komplett in Edelstahl gefertigte Klassiersystem Nano-Cut NCS 3000 zeichnet sich durch einen völlig symmetrischen Aufbau aus. Antrieb und Klassierrotor liegen in einer Achse, was zu einem schwingungsarmen Lauf des Klassiersystems führt. Aus gleichem Grund ist der Klassierrotor als Mehrkammersystem ausgebildet. Diese Konzeption gewährleistet beim Durchströmen des Rotors die Ausbildung einer annähernd laminaren Strömung. Die konsequente Dimensionierung des Klassierrotors bewirkt, dass scharfe Trennschnitte im Nanobereich möglich sind, wobei die Spritzkornerscheinung auf ein Minimum reduziert ist.

Sämtliche Zentrifugen werden vollautomatisch betrieben. Der Verfahrensablauf gliedert sich in das Klassieren und Dispergieren. Die konsequente Trennung von dynamisch oder statisch belasteten Bauteilen führt zu einer Minimierung des No-Function-Materials. Das Klassiersystem ist quasi vorkonfektioniert. Dynamischen Kräften und/oder Schwingverhalten braucht bei der Einbindung keine Beachtung geschenkt werden. So sind die benötigten, pneumatisch betätigten Produktventile am starren Außengehäuse bereits vorinstalliert. Die Installation auf einen statisch vorbestimmten Untergrund ist genauso einfach. Gleiches gilt für die auf ein Minimum reduzierten Energie- und Steuerleitungen. In der Regel wird die Nano-Cut NCS 3000 von einem übergeordneten Prozessleitsystem geführt. Für Multi-Purpose-Anwendungen kann eine Rezepturverwaltung in die SPS integriert werden inkl. einer CIP-Reinigungsstufe. Vorteilhafterweise wird dann ein Oberflächenfinish der produktberührten Bereiche in der vom Kunden geforderten Qualität bis hin zum Elektropolieren vorgenommen.

Das Nano-Cut-System trennt Partikelkollektive in Grob- und Feingut. Der gewünschte Klassiereffekt ist abhängig von den Produkteigenschaften. Die Klassierzentrifuge trennt die Grobpartikel und Agglomerate aus der Suspension heraus und trägt hierbei kontinuierlich das Feingut aus. Die Grobpartikel und Agglomerate reichern sich währenddessen in dem Klassierrotor an und werden periodisch in einstellbaren Zeitspannen vollautomatisch redispergiert.

Bei einer Vielzahl mikro- bzw. nanopartikelhaltiger Suspensionen ist häufig der Wunsch zur Aufkonzentrierung gegeben. Auch hier bietet sich das System an. So ist es möglich, durch Veränderung der Zentrifugenparametrierung die Suspension unter Einwirkung mechanischer Kräfte bis an den Rand der Fließfähigkeit aufzukonzentrieren. Bei Bedarf lässt sich ein hochkonzentrierter, stichfester Feststoff erzielen. Im Produktionsprozess nanoskaliger Partikelverteilungen ist vielfach ein, wenn auch nur geringer, Anfall von signifikant störenden Grobpartikeln und/oder Agglomeraten gegeben. Die Zentrifugentechnologie bietet Möglichkeiten zur Eliminierung dieser Partikel an.

Eine Sonderform des Klassierens ist das Aufschneiden definiert vorliegender bimodaler Verteilungen. So sind Slurrysysteme bekannt, bei denen das Fein- und Grobgut auf unterschiedlichen Werkstoffparametern basiert. Es gilt, diese beiden Werkstoffe unter Ausnutzung optimierter Zentrifugenparametrierung möglichst rein voneinander zu trennen. Dies ist mit der Nano-Cut-Zentrifugentechnologie möglich.

Nano-Cut NCS 3000 ist geeignet für alle Arten von Feststoffen in organischer oder wässriger Slurry, die zur Sedimentation neigen. Das Anwendungsfeld sowie die erreichbaren Top-Cuts und Trennbedingungen grob/fein sind abhängig von Produkt und Kornverteilung. Verarbeiten lassen sich Produkte mit einem Feststoffgehalt von > 0 bis 80 Gewichts-%, einer Partikelgröße von > 0 bis 3000 µm und einer Viskosität #10 000 mPas. Erreichbare Top Cuts liegen bei $50 bis 100 nm. Zu den technologischen Vorteilen der Nassklassierung zählen sehr enge Korngrößenverteilungen, geringe Oberflächenaktivierungen, partikelschonende Trennungen, keine Temperaturveränderungen, keine Farbveränderungen, verlustfreie Produktion, vollautomatischer Betrieb, hohe Durchsatzleistungen und sehr hohe Raum-Zeitausbeute.

cav 473

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