Torusmill: Aus zwei mach eins

Martin Getzmann

Der Dispergierprozess ist ein sehr zeit- und maschinenintensiver Vorgang. Die Aufgabe beim Dispergieren besteht darin, feinstteilige Feststoffe in Flüssigkeiten einzuarbeiten, wobei kolloid-disperse Systeme entstehen. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass die in ihnen dispergierten Feststoffteilchen aufgrund ihrer geringen Größe im Schwerefeld der Erde nicht sedimentieren können. Beim Vorgang des Dispergierens laufen drei Einzelschritte nacheinander ab:

• die Benetzung der Oberfläche der Feststoffteilchen durch das flüssige Medium

• die mechanische Zerteilung von miteinander assoziierten Feststoffteilchen (Agglomerate und Aggregate) zu kleineren Primärteilchen

• die Stabilisierung der bei der Dispergierung neu entstehenden kleineren Teilchen gegen eine erneute Zusammenlagerung

Die pulverförmigen Rohstoffe werden zunächst mit einem Dissolver vordispergiert. Der sich bei diesem Verfahren ausbildende Doughnut-Effekt ist ein Garant für eine gute Vordispergierung. Nach dem Vordispergieren erfolgt der Mahlprozess mit einer oder mehreren Perlmühlen. Das Dispergiersystem einer Perlmühle besteht aus einer mit Perlen gefüllten Mahlkammer und einem Mahlrotor. In der Mahlkammer werden die Mahlperlen durch den Mahlrotor in Bewegung gehalten. Der Dispergiervorgang findet dann zwischen den aneinander vorbeigleitenden Mahlperlen sowie zwischen dem Rotor bzw. der Mahlkammerwand und den Mahlperlen statt. Dabei wird das Mahlgut entweder im Zirkulationsmodus durch eine Perlmühle gefördert oder aber durch eine kaskadierte Perlmühlenanordnung gepumpt.

Dieser Herstellungsprozess ist durch einen hohen Aufwand an Maschinen und Peripherie gekennzeichnet. Als Dispergiermaschinen werden sowohl ein Dissolver als auch eine Rührwerkskugelmühle benötigt. Die notwendige Peripherie besteht meistens aus einem Pumpen- und Schlauchsystem, um die verschiedenen Dispergierverfahren zu verknüpfen. Die spürbarsten Nachteile dieser zeitintensiven Produktionweise sind der große Maschinen- und Platzbedarf sowie der hohe Reinigungsaufwand bei Produktwechsel.

Seit einigen Jahren werden anstelle der Perlmühlen zunehmend sogenannte Tauchmühlen eingesetzt. Im Gegensatz zu Perlmühlen bestehen Tauchmühlen im Wesentlichen aus einem mit Mahlperlen gefüllten Siebkorb, der zum Dispergieren in das Mahlgut eingetaucht wird. Auch hier werden die Mahlperlen durch ein Mahlwerkzeug in Bewegung gehalten und das Produkt dadurch dispergiert. Bei Tauchmühlen zirkuliert das Mahlgut durch den Mahlkorb, wodurch rasch sehr gute Dispergierergebnisse und Verweilzeiten erreicht werden.

Das Dispergiersystem der Torusmill von VMA-Getzmann erlaubt nun auf besonders wirtschaftliche Weise den vollständigen Dispergierprozess in einem geschlossenen System. Die eigentliche Innovation besteht bei der Torusmill aus der intelligenten Verbindung aus bewährtem Dissolver und progressiver Tauchmühle. Die Tauchmühle ist bei der Torusmill als torusförmiges Mahlsystem auf einer Hohlwelle angebracht und kann somit unabhängig von der Dissolverwelle bewegt werden.

Zunächst wird mit der Torusmill wie mit einem klassischen Dissolver vordispergiert. Der Mahlkorb parkt dabei quasi im Behälterdeckel der Maschine. Nach dem Vordispergieren wird der Mahlkorb einfach in das Mahlgut abgesenkt. Dabei wird auch das Mahlwerkzeug, das an der Hohlwelle befestigt ist, eingekuppelt. Beim nun folgenden Mahlprozess rotieren beide Wellen – Dissolverwelle und Mahlwelle – gleichzeitig, wobei die Dissolverscheibe für eine rasche Umwälzung sorgt, die von einem im Mahlsystem integrierten Pumprad unterstützt wird, die durch ihre Sogwirkung auch das Dispergieren hochviskoser Produkte ermöglicht. Die Torusmill erlaubt also das Vordispergieren mit dem Dissolver und das anschließende Fein- oder Fertigdispergieren mit der intergrierten Tauchmühle in einer Maschine. Sie ist standardmäßig mit einem umfangreichen Sicherheits- und Überwachungssystem ausgestattet, das durch den Einsatz einer modernen SPS-Steuerung realisiert wurde.

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