eine Frage der Steigung

Optimierte Mischer-Restentleerung spart Kosten

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18.09.2008 Mischprozesse fordern den Prozessbetreibern häufig Kompromisse ab. Mischleistung, Restentleerung und Reinigungseigenschaften sowie die Flexibilität bei unterschiedlichen Füllgraden sind bei der Auswahl des Mischers immer wieder konkurrierende Kriterien. Einem Anbieter ist es nun gelungen, die Aspekte Restlosentleerung bei gleichzeitig konstanter Mischgüte über einen weiten Füllbereich unter einen Hut zu bekommen.

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Entscheider-Facts Für Betreiber



  • Der Konus-Einwellenmischer zeichnet sich durch sehr gute Restentleer-Eigenschaften aus.
  • Der Mischer erzeugt in einem Füllgrad-Bereich zwischen 10 und 100 % gleichbleibend gute Mischergebnisse.
  • Einerseits arbeitet der Mischer produktschonend, gleichzeitig ist es möglich, intensiv und aggressiv zu mischen, um beispielsweise Agglomerate zu zerstören.

Die guten Reinigungseigenschaften eines am Boden konisch zulaufenden Behälters sind seit Jahrzehnten bekannt und werden unter anderem im Silobau genutzt. Auch im Mischerbau wird die Geometrie seit langem eingesetzt, beispielsweise in Umlaufschneckenmischern. Entscheidender Nachteil dieser Konstruktion ist aber das in der Regel schlechte Mischverhalten im Konusbereich, weshalb sich für Präzisionsmischer die zylindrische Bauform mit einer oder zwei Mischerwellen durchgesetzt hat.

„Immer häufiger wurden wir in den vergangenen Jahren von unseren Kunden jedoch nach einer restlos entleerbaren Lösung gefragt“, berichtet Matthias Böning, Vertriebsleiter des Mischerherstellers amixon, über eine immer wichtiger werdende Forderung der Produzenten in der Chemie, Pharma- und Lebensmittelindustrie. Bei der Suche nach einer Lösung beschäftigte sich der Hersteller mit der Konuskonstruktion. Die Herausforderung: Auch bei der Teilbefüllung und im Konusbereich muss eine gleichmäßig hohe Mischgüte erreicht werden. „Da die Apparate im unteren Bereich in der Regel schlecht mischen, haben wir die Konstruktion früher abgelehnt“, erklärt Böning Vorbehalte aus der Vergangenheit.
Die Lösung brachte schließlich ein neues Design der Mischwerkzeuge, das sich der Hersteller patentieren ließ. Um die vertikale Achse des Apparates rotieren helixartige Schraubenband-Mischwerke, deren Wendel in einem definierten Winkel nach außen hin geneigt sind. Durch die Wandreibung wird das Mischgut nach oben geschraubt. Oben angelangt, fließt es der Schwerkraft gehorchend im Zentrum des Mischraumes abwärts.
In der Praxis hat sich der Mischer bereits als Universalapparat für die unterschiedlichsten Mischgüter und Anwendungen bewährt. Chemikalien, Kunststoffe, Fein- und Nanokeramik, Katalysatoren, Pharmazeutika und Lebensmittel zählt der Hersteller unter anderem als Einsatzgebiete auf. Neben der Verwendung als Einwellen-Präzisionsmischer können aber auch weitere Verfahrensschritte in dem Apparat stattfinden: So dient er außerdem als Mischer-Reaktor oder als Vakuum-Mischtrockner.

Reinigungs- und Stillstandszeiten reduzieren

Die guten Reinigungseigenschaften werden im Wesentlichen durch zwei Konstruktionselemente erreicht: dem konischen Auslauf sowie der geneigten Mischwerkwendel. Dazu kommt, dass die Mischwerke nur von oben gelagert und angetrieben werden. „Selbst schlecht fließende oder befeuchtete Mischgüter können gut entleert werden“, verdeutlicht Böning. Für frei fließende Schüttgüter gibt der Hersteller beispielsweise einen Restentleergrad bis 99,99% an, d.h. von zwei Kubikmetern Mischgut verbleiben nach der Entleerung weniger als 100 Gramm im Apparat. „Für zylindrische Apparate mit flachem Boden ist der Restentleergrad um das Zehnfache schlechter“, berichtet Böning.

Immer wichtiger wird dieser Aspekt durch den Trend zu immer hochwertigeren Produkten und häufigen Produktwechseln. Einerseits verringert eine gute Restentleerung das Risiko von Produktverschleppungen und Kreuzkontaminationen, andererseits sinkt der manuelle Reinigungsaufwand und damit die Stillstandszeit.
„Gerade die Nassreinigung stellt an die Fertigung von Mischern mit flachem Boden hohe Anforderungen, da Kapillare, in denen sich Reinigungsflüssigkeit sammeln kann, auch aus Gründen der Mikrobiologie vermieden werden müssen. Hier hat der Konusapparat Vorteile“, erklärt Matthias Böning.

Kürzere Mischzeiten und höhere Flexibilität

Auch die Mischzeit spielt in der Praxis oft eine wichtige Rolle. „Beim ersten Prototyp haben wir mit einer gegenüber dem Flachbodenapparat höheren Mischzeit gerechnet“, berichtet Böning und wurde überrascht: „Nach 1:1-Vergleichen mit zahlreichen Produktmustern unserer Kunden hat sich gezeigt, dass die Mischzeit kürzer ist.“

Ein weiteres Entscheidungskriterium ist die Flexibilität. „Der Konusmischer arbeitet zwischen 10 und 100% Füllgrad immer gleich genau“, verdeutlicht Matthias Böning. Dazu kommt die produktschonende Arbeitsweise, da die Umfangsgeschwindigkeit der Mischwerkzeuge in der Regel lediglich 0,8 bis 2,5m/s beträgt. Gleichzeitig ist es möglich, intensiv und aggressiv zu mischen, um beispielsweise Agglomerate zu zerstören oder schlecht dispergierbare Farbpigmente in einer Matrix zu verteilen. Dies wird einerseits über die Drehzahl, andererseits über zusätzliche Schneidrotoren im Konus erreicht.
Um auch bereits vorhandene Konusapparate nutzen zu können, hat sich der Hersteller bereits ein weiteres Patent für eine nachrüstbare Wendelkonstruktion gesichert.

„Restlosentleerung wird immer wichtiger“
Matthias Böning ist Leiter der Verfahrenstechnikund des Vertriebs bei amixon

Heftausgabe: September 2008
Armin Scheuermann , Redaktion

Über den Autor

Armin Scheuermann , Redaktion

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