Präzise klassiert, ohne dass Verschleiß grassiert

Klassiersiebung von abrasivem Düngemittel

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03.08.2015 1828 beschrieb der Chemiker Friedrich Wöhler erstmalig die künstliche Herstellung von Harnstoff und legte damit den Grundstein für die moderne Landwirtschaft. Nicht ganz 200 Jahre später stand ein weltweit operierender Düngemittelhersteller mit Sitz in Deutschland vor dem Problem, dass die in der Produktion von Stickstoffdünger eingesetzten Klassiersiebmaschinen nicht die notwendigen Durchsatzleistungen erreichten.

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Entscheider-Facts Für Betreiber

  • Der Einsatz von Siebmaschinen in der Düngemittelproduktion ist vielfältigen Anforderungen unterworfen: Neben einer höchstmöglichen Trennschärfe und enormen Durchsatzleistungen ist insbesondere eine hohe Materialbeständigkeit gegenüber den abrasiven Düngerprodukten eine Herausforderung, die es zu meistern gilt.
  • Ein Praxisbeispiel aus der Branche zeigt, wie Betreiber mit einer individuell auf die produktspezifischen Belange zugeschnittenen Siebtechnik-Lösung einen wirtschaftlichen Maschineneinsatz auf hohem Produktivitätsniveau erreichen können.

Zudem stiegen die laufenden Betriebskosten stetig an, was unter anderem im Zusammenhang mit dem stark abrasiven Harnstoffprodukt stand. Aufgrund seines hohen Stickstoffgehaltes von 46 Prozent ist Harnstoff weltweit das bedeutendste Stickstoffdüngemittel. Reiner Harnstoff ist ein weißer, kristalliner, schwach nach Ammoniak riechender, ungiftiger und hygienisch unbedenklicher Feststoff. Er verfügt zudem über eine hohe Wasserbindungsfähigkeit, weshalb er unter anderem auch als Feuchtigkeitsfaktor in Kosmetika zum Einsatz kommt. Das zu verarbeitende Harnstoffprodukt in Granulatform ist zwar gut rieselfähig, jedoch stark schleißend, was zu einem abrasiven Materialverschleiß führt. Daher ist es bei der Konstruktion und Fertigung von Siebmaschinen im Düngemittelbereich besonders wichtig, dem Thema Verschleißschutz Rechnung zu tragen. Eine Anforderung, die dem Siebmaschinenhersteller Engelsmann nicht fremd ist, da das Unternehmen in der Vergangenheit schon einige Klassiersiebmaschinen für die Düngemittelindustrie gefertigt und geliefert hat. Für diesen Anwendungsfall griffen die Entwickler auf die hierfür konzipierte Langhub-Siebmaschine der Modellreihe Freischwinger zurück. Neben einem geringen Material­abrieb und einer produktschonenden Klassierung der 2 bis 5 mm großen Granulatkörner standen bei der Konstruktion der Maschinenlösung insbesondere deren Produktivität und Wirtschaftlichkeit im Fokus.

Horizontale Siebbewegung
Aufgrund der hohen Produktkonzentration des Stickstoffdüngers wurde eine Trennschärfe von über 98 Prozent sowie im Zuge der geplanten Produktionssteigerung eine Durchsatzleistung von 52 t/h gefordert. Weitere wichtige Faktoren für den Auftraggeber waren ein einfacheres Maschinenhandling, ein energieeffizienterer Antrieb sowie geringere Reinigungs- und Wartungszyklen, um den Maschineneinsatz wirtschaftlicher und produktiver als bisher zu gestalten. Um die Anforderungen im Gesamten bestmöglich zu erfüllen, wurden zwei Maschinen der Freischwinger-Reihe FW 1.200/4 als Grundmodell ausgewählt, die auf vorgegebene Größenordnungen ausgelegt sind. So verfügen die 7,8 und 2,85 m breiten Langhubsiebmaschinen über eine Eindeckausführung mit zwölf hintereinander angeordneten Siebeinlegern und einer Gesamtsiebfläche von jeweils 12 m2. Durch das spezielle Antriebssystem, das den kompletten Siebtrog in eine horizontale Schwingung versetzt, erreicht das System eine optimale Schichtung des Düngemittels. Die Hubbewegung unterbindet durch die minimale vertikale Kraftkomponente eine sogenannte „Teppichbildung“, die Körner zum Springen und Rückvermischen veranlasst. Der feinkörnige Anteil bewegt sich direkt oberhalb des Siebgewebes, was zu einer Trennschärfe von 99 Prozent führt und Nachsieben obsolet macht. Ein weiterer Vorteil dieses Antriebssystems ist der niedrige Energiebedarf, den die Anlage durch einen exakten Massenausgleich zwischen der Antriebseinheit und dem Siebtrog erzielt. Für einen energiearmen Betrieb werden die jeweils 7,5 t schweren Freischwinger-Siebmaschinen über einen 5,5 kW starken Elektromotor angetrieben, der seine Kraft mittels eines Keilriemens auf eine mit Schubstangen versehene Schwungmasse überträgt, die der Hersteller exakt auf die Masse des Siebtrogs abstimmt. Der Motor treibt die Masse circa 15 s mit vollem Nennstrom an und hält sie dann mit lediglich 10 bis 20 Prozent des Nennstroms in Schwung. Dabei wird die elektrische Energie in Rotationsenergie umgewandelt, in den Schwungscheiben gespeichert und dann nach und nach abgegeben.

Heftausgabe: August 2015
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Christian Wernicke, Leitung Vertrieb DACH/Marketing, Engelsmann

Über den Autor

Christian Wernicke, Leitung Vertrieb DACH/Marketing, Engelsmann

Christian Wernicke, Leitung Vertrieb DACH/Marketing bei Engelsmann

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