Agglomerate und Klumpen entstehen bei Transport, Lagerung, Um- oder Abpackprozessen sowie in der Produktion
Ausschlaggebend sind die spezifischen Eigenschaften des Produktes, die eine Neigung zum Verklumpen begünstigen. Agglomeriertes Material kann nicht optimal verarbeitet werden. Bei Endprodukten kommt es zu inakzeptablen Qualitätsverlusten und Ausschuss.
Probleme mit agglomeriertem Schüttgut sind jedoch gut lösbar. Grundsätzlich sind dabei zwei Verfahrensweisen denkbar:
1
Ausschleusen der Agglomerate aus dem Prozess
Siebe trennen Agglomerate im Produkt ab. Nur das Gutkorn fällt durch die Siebmaschen. Das Überkorn bzw. das agglomerierte Produkt bleibt auf dem Siebgewebe liegen und wird ausgeschleust.
2
Auflösen der Agglomerate als Teil der laufenden Produktion
Zerkleinerungsmaschinen lösen bzw. brechen Agglomerate und Klumpen im Produkt auf. Anschließend kann es im passenden Zerkleinerungsgrad an den Folgeprozess übergeben werden.
Sie wollen Klumpen aus Ihrem Prozess ausschleusen?
Die einfachste und oft wirtschaftlichste Lösung ist es, die Agglomerate auszusieben. Stellt sich die Frage: Welche Siebtechnik ist geeignet?
Hauptaufgabe von Siebmaschinen ist das Abtrennen von Produktpartikeln in ungeeigneter Korngröße. Dabei wird bspw. Fein- und Grobkorn entfernt oder Schüttgut in unterschiedliche Fraktionen klassiert. Im Rahmen der Qualitätssicherung spielen Schutzsiebungen eine wichtige Rolle. Beim Sieben werden natürlich auch Agglomerate und Verklumpungen durch das Siebgewebe zurückgehalten. Sie können als Ausschuss ausgeschleust und entsorgt werden. Oder gesammelt, aufgearbeitet und wiederverwertet.
Bei „unkomplizierten“ Produkten bieten Vibrationssiebe viele Vorteile.
Sie erzielen eine hohe Durchsatzleistung – auch bei feinem Pulver. Und das bei sehr hoher Trennschärfe.
Das Prinzip ist einfach: Die am Siebgehäuse angebrachten Vibrationsmotoren erzeugen hohe Beschleunigungen, die über das Gewebe auf das Produkt übertragen werden. Die Produktpartikel auf dem Siebeinleger werden so in eine „hüpfende“ Bewegung versetzt. Liegen sie in der gewünschten Korngröße vor, fallen sie durch das Siebgewebe hindurch, werden aufgefangen und als Gutware ausgeschleust. Sind die Partikel größer als das definierte Kornspektrum, bleiben sie auf dem Siebeinleger liegen und können über einen Grobgutauslauf ausgetragen werden. Das schließt Agglomerate natürlich mit ein.
Das Siebgehäuse des Vibrationssiebs JEL Konti (hier mit Gestell) ist auf Federn gelagert und wird von 2 Vibrationsmotoren in eine Siebbewegung mit horizontalem und vertikalem Anteil versetzt – je nach Motorneigung. Die Vibrationsamplitude kann durch Verstellen der Unwucht variiert werden.
Die hüpfende Bewegung bei Vibrationssieben kann jedoch bei besonders bruchempfindlichen Produkten zum Problem werden und zu Kornzerstörung führen.
Schwingsieb- bzw. Langhubsiebmaschinen wie der JEL Freischwinger sieben Schüttgut besonders schonend.
Ihre horizontale Siebbewegung bewirkt, dass das Produkt sanft über das Siebgewebe wandert, ohne auf und ab zu springen. Auch dieses Siebverfahren überzeugt durch hohe Trennschärfe. Bei entsprechender Siebfläche lassen sich, wie bei den Vibrationssieben, hohe Durchsatzleistungen erzielen – sie brauchen allerdings etwas mehr Platz.
Besonders schonende Siebung: Der Schwungantrieb des JEL Freischwingers ist über Schubstangen
mit dem Siebgehäuse verbunden. So wird das Sieb in eine horizontale, schwingende Siebbewegung versetzt.
Komplizierter wird es, wenn Sie ein feuchtes oder fettiges Produkt mit Agglomeraten verarbeiten. Hier besteht grundsätzlich bei jedem Sieb die Gefahr, dass sich das Siebgewebe zusetzt und an Durchlässigkeit verliert.
Sollen hier Agglomerate abgetrennt und ausgeschleust werden, funktioniert dies zuverlässig mit Zentrifugal- bzw. Wirbelstromsiebmaschinen wie der JEL Viro.
Herzstück dieser Maschine ist ein runder Siebkorb mit einem innenliegenden, sich drehenden Rotor mit Schlägerleisten. Das Produkt wird über eine Zuführschnecke in den Siebkorb geleitet und durch den Siebrotor gleichmäßig über das Siebgewebe verteilt. Agglomerate, die nicht zerkleinert werden und das Gewebe nicht passieren können, werden über die einstellbaren Schlägerleisten zu einem separaten Auslauf gefördert.
Die abgeschiedenen Agglomerate können idealerweise der Produktion wieder zugeführt und neu aufgearbeitet werden. Lässt dies der Produktionsprozess nicht zu, werden sie entsorgt.
Wirbelstromsiebe haben einen runden Siebkorb – im Fall der JEL Viro besteht dieser aus zwei Siebhalbschalen. Das Produkt wird in den Siebkorb gefördert und durch den innenliegenden Rotor mit Hilfe der Schlägerleisten von innen an das Siebgewebe geschleudert.
Wie können Sie Klumpen in Ihrem Produkt auflösen?
Dann kommt es zunächst darauf an, wie hart die Klumpen sind. Welche Größe haben sie? Welcher Zerkleinerungsgrad wird gebraucht?
Haften die Partikel der Agglomerate nur locker zusammen, wird in der Regel nur wenig Energie benötigt, um sie voneinander zu lösen.
Auch in diesen Fällen sind Wirbelstromsiebe eine gute Wahl. Die Zentrifugalkraft, mit der die Produktpartikel von innen an das Siebgewebe „geschleudert“ werden, reicht oft aus, um weiche Agglomerate aufzulösen. Zusätzliche Komponenten wie z.B. Ultraschall-Abreinigungssysteme, versetzen des Siebgewebe zusätzlich in Vibration, um zu verhindern, dass sich beim Auflösen der Klumpen das Siebgewebe zusetzt. So kann zumindest ein Großteil der Agglomerate aufgelöst und der Anteil der Gutware im Siebprozess signifikant gesteigert werden.
Bei fetthaltigen Produkten setzt sich das Siebgewebe jedoch immer mehr zu und verliert seine Durchlässigkeit. Daher sollte das Sieb in diesen Fällen eine Siebgewebeabreinigung haben. Gängig sind hierbei Vibrations- bzw. Ultraschallabreinigungssysteme.
Bei der Auflösung von weicheren bzw. pastösen Klumpen erzielen Passiersiebe sehr gute Ergebnisse.
Sie zählen zur Familie der Zentrifugalsiebmaschinen und werden eingesetzt, wenn das zu verarbeitende Produkt dazu neigt, zu kompaktieren bzw. Agglomerate zu bilden. Bei diesen Sieben, wie z. B. dem Passiersieb JEL PS, wird das klumpige Produkt von einem Rotor mit Passierleisten erfasst und durch das Siebgewebe gestreift. Das Produkt fällt unterhalb des Siebs im gewünschten Zerkleinerungsgrad heraus und kann zur nachgelagerten Verarbeitungsstufe gefördert werden.
Links im Bild: Das Passiersieb JEL PS für die Auflösung von Agglomeraten im Kunststoff – passend zu Produkt und Aufgabe hier ausgeführt mit Lochblech. Bei der Passiersiebung können auch feine Siebgewebe oder Gitter zum Einsatz kommen.Das funktioniert aber nur bei weicheren Agglomeraten bzw. pastösen Produkten.
Siebmaschinen sind also in der Lage, bestimmte Agglomerate aufzulösen. Sie stoßen jedoch an ihre Grenzen, wenn die Klumpen größer werden, spröde und hart sind. In solchen Fällen kommen Zerkleinerungsmaschinen wie Zacken- bzw. Klumpenbrecher zum Einsatz.
Für die ganz harten Brocken braucht es Zerkleinerungsmaschinen
Sie bringen genug Energie auf, um härtere Agglomerate aufzubrechen und so zu zerkleinern, dass sie wieder in der Produktion weiterverarbeitet werden können.
Zackenbrecher wie der JEL UZ-2 bestehen im Wesentlichen aus zwei parallel gelagerten Wellen, besetzt mit Brechersternen. Die Wellen bewegen sich in gegenläufiger Richtung und ziehen dabei klumpiges Material ein. Prall- und Reibungskräfte sowie die kontinuierliche Drehbewegung sorgen dafür, dass auch widerspenstige Brocken zuverlässig zerkleinert werden. Anschließend fällt das Produkt nach unten durch einen Brecher- bzw. Siebrost, wo es aufgefangen, abtransportiert und weiterverarbeitet werden kann.
Mobiler Zackenbrecher für High Performer mit zwei starken Brecherwellen und einer Vielzahl an Brechersternen. Die produktberührenden Flächen sind bei dieser Maschine spiegelpoliert, da der Brecher im Pharmabereich zum Einsatz kommt.
Zur passgenauen Abstimmung auf das jeweilige Produkt bzw. den benötigten Zerkleinerungsgrad sind unterschiedlich geformte Brecherroste/-gitter und Brechersterne verfügbar. Für noch mehr Variabilität sorgen Distanzhülsen, die zwischen den Brechersternen aufgesteckt werden. Es gilt: Je weniger Distanzhülsen zwischen den Brechersternen verbaut sind bzw. je höher die Anzahl installierter Brechersterne ist, umso höher ist die Krafteinwirkung und der erzielbare Zerkleinerungsgrad.
Sie sehen selbst – der Umgang mit Klumpen im Produkt ist von vielen Aspekten abhängig
Insbesondere von der prozesstechnischen Zielsetzung des Betreibers und den spezifischen Produkteigenschaften.
Sollen Agglomerate „nur“ aus dem Prozess ausgeschleust werden, bieten Siebmaschinen aufgrund ihrer Trennschärfe, Durchsatzleistung und Wirtschaftlichkeit klare Vorteile.
Sollen die Agglomerate dagegen aufgelöst werden, damit möglichst viel Produkt in die Verarbeitung kommt, sind Siebe nur begrenzt geeignet – nämlich nur dann, wenn die Klumpen nicht zu hart sind und für deren Auflösung nicht viel Kraft benötigt wird. Ist dies nicht der Fall, sollten Sie mit robusteren Zerkleinerungstechnologien wie Zacken- oder Schleusenbrecher planen.
Mit welchen Komponenten und Komponentenkombinationen Sie das beste Produktionsergebnis für Ihre Ziele umsetzen, klärt sich am besten im Rahmen von Technikumsversuchen. Erst wenn es zuverlässig „im Kleinen“ funktioniert, erhält man auch die nötige Verfahrenssicherheit für das „große Ganze“ in Ihrer Anlage.