Maschinentypen zum Sieben und Fraktionieren im Vergleich

Taumeln oder vibrieren lassen

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Fraktionierung oder Schutzsiebung, Entstaubung oder Entwässerung – Siebmaschinen werden in zahlreichen Prozessen für eine immense Stofffülle mit völlig unterschiedlichen Produktparametern und Zielsetzungen eingesetzt. Zu den leistungsfähigsten Systemen gehören Vibrations- und Taumelsiebmaschinen. Um die spezifischen Vorteile jeder dieser Technologien optimal nutzen zu können, ist es wichtig, zu wissen, welches Siebsystem für welche Anwendung und welches Produkt am besten geeignet ist.

Die Kernfrage bei der Auswahl einer Siebmaschine ist immer: Welche Aufgabe soll die Maschine für welches Produkt übernehmen? Auch die Beantwortung der Frage, wo die Siebmaschine eingesetzt wird, hat unmittelbaren Einfluss auf die am besten geeignete Siebtechnologie. Um für alle Prozessstufen und unterschiedliche Anforderungen jeweils optimierte Siebmaschinen anbieten zu können, hat Allgaier ein breites Maschinenspektrum aus Vibrationssiebmaschinen VTS, VRS und Vibrall und Taumelsiebmaschinen TSM und tsi entwickelt. Große Durchsätze, saubere Trennschnitte, hohe Siebgüte, große Flexibilität und niedrige Lebenszykluskosten zeichnen diese Siebmaschinen aus.

Die Partikelgrößenverteilung eines Siebguts ist eine wichtige Größe für die Auswahl des Siebsystems. Im Zusammenhang mit den benötigten Produkten hängt hiervon die Festlegung der Maschenweite, die Zahl der Siebdecks oder auch die Notwendigkeit einer Vorsiebung ab. Aus diesen Parametern, dem angestrebten Durchsatz und den Produktparametern werden die Siebtechnologie und der benötigte Durchmesser der jeweiligen Siebmaschine ermittelt. Für die drei völlig unterschiedlichen Siebaufgaben – Fraktionierung, Schutzsiebung, Entstaubung – lässt sich eine erste Entscheidungshilfe aus der Relation von Korngröße zu benötigter Siebmaschenweite ableiten. So ist beim Schutzsieben in der Regel die Maschenweite größer als die mittlere Partikelgröße. Entscheidender Prozessparameter ist hierbei ein hoher Durchsatz. In der Fraktionierung ist die Maschenweite jeder Siebstufe ungefähr gleich der mittleren Partikelgröße der Zielfraktion. Hier ist der wichtigste Prozessparameter die Siebgüte. In der Entstaubung ist die Siebmaschenweite in der Regel sehr viel kleiner als die mittlere Partikelgröße. Hierbei ist eine wirkungsvolle Desagglomerierung wichtig, damit aus dem Partikelhaufwerk der Feinstaubanteil effektiv abgetrennt werden kann.
Ein- oder mehrstufig
Vibrationssiebmaschinen werden überwiegend ein- bis dreistufig für unkomplizierte Fraktionieraufgaben, Schutz- oder Kontrollsiebungen, aber auch für Entstaubungs- oder Entwässerungsaufgaben eingesetzt. Für die Klassifizierung in saubere Partikelfraktionen verschiedener Korngrößen ist immer eine mehrstufige Siebung nötig. Hierfür sind Taumelsiebmaschinen wegen ihrer hohen spezifischen Leistungsdichte ideal geeignet. Völlig lastunabhängig führen diese eine niederfrequente, fein einstellbare dreidimensionale Taumelbewegung aus. Das zentral von oben dem Siebdeck zugeführte Siebgut wird spiralförmig über das Sieb nach außen gefördert. Das Siebgut hat somit in Relation zur geringen Maschinengröße einen sehr langen Siebweg. Im mittleren Bereich wirkt das Siebdeck wie ein Plansieb. So wird vermieden, dass das Siebgut durcheinandergeworfen wird und sich gegenseitig abreibt. Das Siebgut hat Zeit, sich entsprechend der Korngröße zu schichten, und wandert gleichzeitig vom Mittelpunkt spiralförmig nach außen. Am äußeren Rand des Siebdecks wirkt dann die höchste Vertikalbeschleunigung auf das Siebgut. Dies begünstigt ein sehr genaues Absieben. Bei Mehrdecker-Maschinen wird dieser Vorgang von Siebdeck zu Siebdeck wiederholt. Jede Kornfraktion legt dadurch systembedingt den gleich langen Siebweg zurück. Das ist der entscheidende Schlüssel zu hohen Siebgüten mit geringem Fehlkornanteil. Diese Vorteile werden durch ein hohes Maß an Flexibilität ergänzt, denn mit den Taumelsiebmaschinen kann ein Anlagenbetreiber verschiedene Produkte auf einer Maschine fraktionieren.
Stärken der Siebmaschinen
Vibrationssiebmaschinen werden also hauptsächlich für einfache Fraktionierungen, zur Schutzsiebung und Entstaubung und auch zur Entwässerung eingesetzt. Die Durchmesser dieser Siebmaschinen reichen von 500 bis 1600 mm und die kleinsten Maschenweiten für das Siebgewebe liegen bei 80 µm. Bei siebschwierigen Produkten lassen sich Ballklopfeinrichtungen und Ultraschall zur Siebreinigung einsetzen. Vibrationssiebmaschinen werden mit hohen Drehzahlen von ca. 1000 min-1 angetrieben, damit wirken bei geringen Siebamplituden von 2 bis 3 mm relativ große Beschleunigungskräfte von 3 bis 4 g auf die Partikel. Dies sichert hohe Durchsätze. Eine Feineinstellung des Antriebs ist hier nur bedingt möglich.
Taumelsiebmaschinen haben ihre eindeutigen Stärken in der Fraktionierung. Sie eignen sich aber natürlich auch für die Schutzsiebung und Entstaubung. Die TSM und tsi Taumelsiebmaschinen stehen mit zehn verschiedenen Siebdurchmessern von 600 bis 2600 mm in einem breit gefächerten Leistungsraster mit Maschenweiten von bis zu 20 µm zur Verfügung. Für siebschwierige Produkte können hier acht verschiedene Siebreinigungstechniken eingesetzt werden. Taumelsiebmaschinen werden mit Drehzahlen von 180 bis 260 min-1 angetrieben. Bei einer Exzentrizität von bis zu 35 mm wirken Beschleunigungskräfte von nur 1 bis 1,5 g auf die Partikel. Dies schont das Siebgut und sorgt für ein sehr niedriges Geräuschniveau. Ein herausragender Vorteil dieser Siebtechnik ist die Einstellbarkeit der Antriebsparameter, deren Reproduzierbarkeit und die einfache Möglichkeit der Feineinstellung. Auf einer Kontrollkarte wird die Bewegungsbahn der Taumelsiebmaschine aufgezeichnet. Auf diese Weise können Anlagenbetreiber alle eingestellten Parameter protokollieren. Ergebnisse von Siebversuchen lassen sich ohne Probleme auf Produktionsmaschinen übertragen und die Erfahrungswerte der Maschinenführer sind dokumentiert. Durch diese Aufzeichnungen sind die optimalen Betriebsdaten für jedes Siebgut reproduzierbar. Somit können Taumelsiebmaschinen immer exakt auf die Siebgutbedingungen angepasst werden.
Aus der Praxis
In der Steine-Erden-Industrie wird Kalkstein in fünf Fraktionen mit Siebschnitten bei 0,25, 0,5, 1,0 und 1,6 mm getrennt. Das Überkorn darf max. 5 % betragen und der Staubanteil soll kleiner 15 % sein. Die Fraktionierung soll 24 Stunden an 5 Tagen die Woche mit einer Auslastung von bis zu 95 % arbeiten. Der Durchsatz liegt bei 20 000 bis 25 000 kg/h. Diese Parameter können nur mit einer Taumelsiebmaschine mit einem Siebdurchmesser von 2600 mm realisiert werden.
In der Nahrungsmittelindustrie werden Siebmaschinen in vielen verschiedenen Prozessstufen eingesetzt. In der Produktion von Hartkäse muss beispielsweise die angelieferte Molke entstaubt werden. Hierfür hat sich die Vibrationssiebmaschine bewährt. Das Siebgewebe ist auf einen Trennschnitt bei 63 µm ausgelegt. Je nach gefordertem Durchsatz kommen Siebe mit Durchmessern von 900, 950 oder auch 1200 mm zum Einsatz. Mit der großen Siebmaschine sind Durchsätze bis zu 9000 kg/h möglich. Dabei wird das Siebgewebe permanent von einer integrierten Ballklopfeinrichtung gereinigt.
Hohe Anforderungen stellt auch die Siebung von Pulverlackmaterial. Diese siebschwierigen Pulver werden wegen ihrer physikalischen Eigenschaften in der Regel mit Siebmaschinen gesiebt, die mit einer Ultraschallsiebreinigung ausgerüstet sind. Die Siebung erfolgt bis zu Partikelgrößen von 70 µm. Je nach Durchsatz können hier sowohl Vibrations- als auch Taumelsiebmaschinen eingesetzt werden.
Vibrationssiebmaschinen dei 449
Taumelsiebmaschinen dei 450

Siebmaschinen
International Powder/Bulk Conference & Exhibition
Verfahrenstechnik

Die Leistung von Taumelsiebmaschinen lässt sich mit einer Kombination aus Ultraschall- und Luftreinigung zur Freihaltung des Siebgewebes deutlich steigern. Besonders wirksam ist die Überlagerung von Ultraschall- und Luftreinigung am Randbereich des runden Siebeinsatzes. In dieser Zone wird das Grenzkorn gesiebt. Die Luft lockert das Siebgut auf. Durch den Ultraschall erzeugte Mikroschwingungen überwinden zusätzlich die Haftkräfte zwischen den Partikeln und sorgen für eine weitere Zunahme der Trennschärfe. Durch die Kombination beider Reinigungsverfahren wird aber vor allem die Ausbeute erhöht. In Tests, beispielsweise mit siebschwierigem, feinstem Polyamidpulver, konnte eine Steigerung der Ausbeute um 65 % gegenüber der Siebung nur mit Ultraschallunterstützung bzw. 43 % gegenüber der Siebung nur mit Luftreinigung erzielt werden. Auch der Durchsatz stieg beim Einsatz des Ultraschall-Luftreinigungsverfahrens um 68 % gegenüber der Ultraschall- bzw. 86 % gegenüber der Luftreinigung. Durch das Kombinationsreinigungsverfahren wird nicht nur die Leistung von Taumelsiebmaschinen für siebschwierige Produkte verbessert, sondern es ist nun auch möglich, mit Taumelsiebmaschinen in die Feinstsiebung mit Maschenweiten bis zu 0,032 mm vorzustoßen. Die Ultraschall-Luftreinigung macht so das wirtschaftliche Sieben mit genau definiertem Trennschnitt von Produkten möglich, die seither nur über Sichter fraktioniert werden konnten. Das Siebreinigungsverfahren kann sehr einfach auch in bestehende Taumelsiebmaschinen, die bereits mit einer Luftreinigung ausgestattet sind, nachgerüstet werden.
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