Mischertagung in Paderborn befasst sich mit diversen Feststoffmischsystemen

  • Abb. 1: Kontinuierlich- Mischer in Vertikalbauweise. Abb. 1: Kontinuierlich- Mischer in Vertikalbauweise.
  • Abb. 1: Kontinuierlich- Mischer in Vertikalbauweise.
  • Abb. 2: Dreidimensionale Umschichtungs­strömung. © amixon
  • Abb. 3: Totraumfreie Dichtung in der  Inspektionstür. © amixon
  • Abb. 4: Sensorische Erfassung von Getriebedaten, „The 3 columns of gear condition monitoring“  in Oildoc Conference Rosenheim, Rosenheim, 2019). © Stroi/Kimpl (Eisenbeiss GmbH)
Zu einer Mischertagung trafen sich 80 Experten der Schüttgutverfahrenstechnik am 18. September bei der Firma Amixon in Paderborn. Die Vortragsthemen der Ganztagesveranstaltung betrafen die Schüttgut­behandlung und -veredelung in den Branchen Chemie, ­Lebensmittel, Diätetik und Pharmazie. 

Zunächst wurden verschiedenste Feststoffmischsysteme im Überblick vorgestellt und deren unterschiedliche Wirkungsweisen beschrieben um daraus die dreidimensionale Umschichtung von Vertikalmischwendeln herzuleiten.

Anwendernutzen von Vertikal­mischsystemen

Spezifische Anwendernutzen von Vertikalmischsystemen bedingen technische Zusatz­einrichtungen wie statische Stromstörer, rotierend arbeitende Zusatzmischwerkzeuge oder besondere Gefäßgeometrien. Ein universelles Verfahrensziel lautete, mit minimalem Energieaufwand eine technisch ideale Zufallsmischung herzustellen, die in der Praxis nicht mehr verbesserbar ist. Mannigfaltige Konstruktionsarten helixartiger Mischwerkzeuge ermöglichen darüber hinaus die Optionen, mit ein und demselben Vertikalmischsystem sowohl kleine als auch große Chargen mischen zu können, wobei die gemischten Güter nahezu restlos entleert werden können. Große Inspektionstüren sind so ausgebildet, dass sie im geschlossenen Zustand totraumfrei und dauerhaft gasdicht schließen und zum Zweck der Revision schnell zu öffnen sind. Diese Türen werden mit einem konstanten Schrägwinkel aus dem Misch­gefäß herausgeschnitten und spanabhebend nachbearbeitet. Die eingefräste Nut weist eine Hinterwölbung auf und fixiert den Sitz des O-Ringes.

Ein Helixmischwerkzeug für klein bis groß

Als wirklich erstaunlich wurde die Tatsache bewertet, dass mit ein und demselben Helixmisch­werkzeug empfindliche Müslirezepturen zerstörungsfrei in 3 m3-Chargen innerhalb von 12 s vermischt werden, wobei die empfindlichen Haferflocken „zentimetergroße“ Abmessungen aufweisen. Andererseits werden mit demselben Mischer nanofeine Pulver für elektrochemische Anwendungen ideal in einem 6 t Batch vermischt und aufbereitet.
Ein vertiefender Vortrag behandelte Aspekte der Pulverbenetzung und der mehrstufigen Synthesereaktion, wobei jeder Syntheseschritt mit einer Vakuumtrocknung nasser Suspensionen abschließt.

Ein besonders hochwertiges Vakuum (kleiner 5 mbar) begünstigt die Trocknung thermosensibler Wirkstoffe für pharmazeutische Anwendungen. Mischwerkswendeln können einen besonders intensiven Wärmetausch realisieren, wenn sie große Abmessungen aufweisen und mit Dampf durchflutet werden. So ist es bspw. möglich, chargenweise in weniger als 6 Stunden aus einem feinen Pulver 5 t Ethanol bis zur gewünschten Endfeuchte zu verdampfen. Wahlweise kann das Trockengut anschließend mit Wasserdampf desodoriert werden.

Vorgeschaltete Pastenbunker

Sogenannte Pastenbunker sind dem Vakuum-Mischtrockner oftmals vorgeschaltet, wenn die Feuchtgüter in Kammerfilterpressen oder Schälzentrifugen mechanisch vorgetrocknet worden sind. Pastenbunker sind gasdichte Gefäße mit eingebautem Wendelagitator. Sie müssen die pastösen Güter sicher und hochgradig austragen und dabei während des Austragens möglichst wenig Scherenergie ins Feuchtgut eintragen. Darüber hinaus sollen sie niedrig und platzsparend konstruiert sein. 
Kontinuierliche Mischprozesse haben den Vorteil, dass mit kleinen Mischmaschinen große Volumenströme gemischt werden können. Dabei macht es keinen Unterschied, ob zwei oder bspw. acht Komponenten miteinander vermischt werden. Nachteilig ist indes, dass sich die beteiligten Dosiersysteme zueinander parametrieren müssen, wenn der Mischvorgang gestartet wird. In der Regel sind die Güter, die während dieses Einschwingvorganges gemischt werden, als Abfall zu definieren. Anders ist dies bei vertikalen Wendelmischern, denn diese können sowohl chargenweise als auch kontinuierlich betrieben werden. Ihr Einsatz ist insbesondere dann prädestiniert, wenn der kontinuierliche Mischvorgang mit mehreren Komponenten aus dem „Kaltstart“ beginnt und keinerlei Anfahrverluste und keine Abschaltverluste aufweisen soll.

Produktverlust vermeiden

Beispiele zeigen unterschiedliche Baugrößen, eingesetzt in der Baustoffindustrie mit 40 t/h Massenstrom, der Babynahrungsherstellung mit 2 t / h Massenstrom und der Jodierung von 2 m3 / h Speisesalz. Die kontinuierlich zugegebenen Komponenten durchfließen eine klassische Kesselströmung und verlassen den Mischer am tiefsten Punkt. Kurzzeitige Dosierschwankungen können besonders gut kompensiert werden. Ein Produktverlust wird so vermieden.
In Ansehung dessen, dass Pulvermischer oftmals 30 Jahre und länger im Einsatz bleiben, macht es Sinn, auch ältere Maschinen zu ertüchtigen, nämlich immer dann, wenn sich Produktionsaufgaben ändern oder komplizierter werden. Bei Versuchen mit Originalprodukten können im werkseigenen Technikum etwaige Apparateertüchtigungen festgestellt und spezifiziert werden, um sie dann vor Ort beim Kunden nachzurüsten. Das gilt nicht nur für verfahrenstechnische Anpassungen, sondern auch für die Erfüllung erhöhter Sicherheitsanforderungen. Darüber hinaus gilt dies aber auch für verbesserte Dichtungen an Mischwerkswellen, oder für die Installation von Comdisc Systemen für eine ideal restlose Entleerung. 
Ein Präzisionsfeststoffmischer kann oftmals mehr als nur mischen. Oft lassen sich mit geringen Anpassungen oder einfachen Hilfestellungen die Produktionsergebnisse verbessern und Fertigungsabläufe verschlanken. Manchmal sind es nur kleine Nachrüstungen, die den Mischer leistungsfähig für neue Aufgaben machen. 

Strategien für Industrie 4.0

Abschließend befasste sich der Vortrag des technischen Leiters bei Amixon, Ludger Hilleke, mit dem vielfach diskutierten Thema „Industrie 4.0“. In diesem wurden Strategien für Anwender aufgezeigt: Sensorisch vernetzte, fahrerlose Transportsysteme kommunizieren mit vor- und nachgelagerten Prozessmaschinen und vermeiden Engpässe bei der Rohstoffversorgung oder beim Abtransport von Fertigprodukten. Prospektive Instandhaltung löst mehr und mehr die präventive Instandhaltung ab, indem Prozess- und Maschinendaten intelligent ausgewertet werden. 
Es werden nur die Bauteile ausgewechselt, die tatsächlich demnächst ausfallen werden. Dabei sind die anfallenden Datenmengen beträchtlich, die in einen Datenpool hineinfließen: Schwingungsmessungen an Motoren und Getrieben, Feuchtemessungen an Drehdurchführungen, Leckage Detektionen an Wellendichtungen und Verschlussarmaturen. Allein zum Motor können Strom, Spannung, Beschleunigung, Wicklungstemperatur und Klemmkastentemperatur erfasst werden. Daraus lassen sich unmittelbar die Wirkleistung, die Netzfrequenz, der Leistungsfaktor, die Energie, der Summenschwingwert und die Betriebsstunden errechnen.
Weitaus komplizierter ist dagegen ein Getriebe, bei dem Drehmoment, Ölmenge, Filterzustand, Öldruck, Ölstand, Öltemperatur, Ölreinheit, Verzahnungszustand, Drehfrequenz erfasst und ausgewertet werden.

Neu entwickelte Lippendichtung

Auf großes Interesse stieß auch das Beispiel einer neu entwickelten Lippendichtung: Während der Polymerwerkstoff der Lippe grundsätzlich nicht elektrisch leitend ist, verhält es sich bei der Neuentwicklung anders. Die Leitfähigkeit vergrößert sich nach Maßgabe des Dichtungsverschleißes. So kann einerseits die Leckage der Dichtung verhindert werden und gleichermaßen auch ein unnötiges Auswechseln der intakten Dichtung.
 

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amixon GmbH
Halberstädter Str. 55
33106 Paderborn
Germany
Telefon: +49 5251 688888 0

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