Auswahl des optimalen Siebsystems

Taumeln oder vibrieren?

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13.04.2010 Fraktionierung oder Schutzsiebung, Entstaubung oder Entwässerung – Siebmaschinen werden in zahlreichen Prozessen für Stoffe 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, muss man wissen welches Siebsystem für welche Anwendung und welches Produkt am besten geeignet ist.

Entscheider-Facts Für Betreiber und Planer


  • Vibrationssiebmaschinen werden überwiegend ein- bis dreistufig für unkomplizierte Fraktionieraufgaben, Schutz- oder Kontrollsiebungen, aber auch für Entstaubungs- oder Entwässerungsaufgaben eingesetzt.
  • Taumelsiebmaschinen haben ihre eindeutigen Stärken in der Fraktionierung.
  • Ein herausragender Vorteil von Taumelsiebmaschinen ist die Einstellbarkeit der Antriebsparameter, deren Reproduzierbarkeit und die einfache Möglichkeit der Feineinstellung.

Bei der Auswahl von Siebsystemen lautet die Kernfrage immer: Welche Aufgabe soll die Siebmaschine für welches Produkt übernehmen? Siebmaschinen, die zum Fraktionieren eingesetzt werden, müssen völlig andere Prozessparameter erfüllen, als Maschinen für die Entstaubung, die Schutzsiebung oder die Fest-Flüssigtrennung. Für die Auswahl ist natürlich ebenso entscheidend, für welche Prozesse, z.B. Chemie, Pharma, Nahrungsmittel, usw., die Siebmaschine benötigt wird und ob es sich bei dem Siebgut um Pulver, Granulate, Chips oder Suspensionen handelt.

Welche physikalischen und chemischen Parameter das Produkt aufweist, hat ebenso weitreichenden Einfluss auf die Auswahl der richtigen Siebtechnik. Hier müssen Produktparameter wie Schüttdichte, Feuchtigkeit, Abrasivität, Aggressivität oder Klebrigkeit beachtet werden. Aber auch die baulichen Gegebenheiten wie Aufstellhöhe, Rohrleitungsführung, Zu- und Abführung des Produktes gilt es zu berücksichtigen. Wird die Siebmaschine nach einer Mühle, in Mischprozessen oder vor der Verpackung eingesetzt? Auch dies hat unmittelbaren Einfluss auf die am besten geeignete Siebtechnologie.

Maschenweite richtig dimensionieren

Die Partikelgrößenverteilung eines Siebgutes 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.

Vibrationssiebung: Lastabhängige Bewegung

Vibrationssiebmaschinen werden ein- bis dreistufig also hauptsächlich für einfache Fraktionierungen, zur Schutzsiebung und Entstaubung und auch zur Entwässerung eingesetzt. Die Durchmesser dieser Siebmaschinen reichen von 500 mm bis 1 600 mm und die kleinsten Maschenweiten für das Siebgewebe liegen bei 8 80 µm. Für diese Siebmaschinen lassen sich bei siebschwierigen Produkten Ballklopfeinrichtungen und Ultraschall zur Siebreinigung einsetzen.

Diese Siebmaschinen arbeiten lastabhängig und werden mit hohen Drehzahlen von ca. 1 000 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.
Vibrationssiebmaschinen werden überwiegend ein- bis dreistufig für unkomplizierte Fraktionieraufgaben, für Schutz- oder Kontrollsiebungen, aber auch für Aufgaben bei der Entstaubung von Produkten oder Entwässerungsaufgaben eingesetzt.

Taumelsiebtechnik: Antriebsparameter lassen sich gezielt einstellen

Für die Klassifizierung in saubere Partikelfraktionen verschiedener Korngrößen ist immer eine mehrstufige Siebung nötig. Hierfür ist die Taumelsiebmaschine wegen ihrer hohen spezifischen Leistungsdichte ideal geeignet.

Völlig lastunabhängig führen diese Siebmaschinen eine niederfrequente, fein einstellbare dreidimensionale Taumelbewegung aus. Das zentral dem Siebdeck von oben zugeführte Siebgut wird spiralförmig über das Sieb nach außen gefördert. Das Siebgut wird somit über einen in Relation zur geringen Maschinengröße sehr langen Siebweg geführt. Im mittleren Bereich wirkt das Siebdeck wie ein Plansieb. So wird vermieden, dass das Siebgut durcheinander geworfen 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. Dies ist der entscheidende Schlüssel zu sehr hohen Siebgüten mit einem sehr geringen Fehlkornanteil. Diese Vorteile werden durch ein hohes Maß an Flexibilität ergänzt, denn mit diesen Taumelsiebmaschinen kann ein Anlagenbetreiber wechselweise verschiedene Produkte auf einer ein und derselben Maschine fraktionieren.
Taumelsiebmaschinen haben ihre eindeutigen Stärken in der Fraktionierung. Sie eignen sich aber natürlich auch für die Schutzsiebung und Entstaubung. Die Taumelsiebmaschinen stehen mit 10 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. Diese Siebmaschinen 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. So kann ein konstant hoher Siebgütegrad erreicht werden. Taumelsiebmaschinen lassen sich also immer exakt auf die Siebgutbedingungen anpassen.
Hohe Anforderungen stellt beispielsweise die Siebung von Pulverlackmaterial. Diese siebschwierigen Pulver werden wegen ihrer physikalischen Eigenschaften in der Regel mit Siebmaschinen gesiebt, die mit einer Ultraschall-Siebreingung ausgerüstet sind. Die Siebung erfolgt bis zu Partikelgrößen von 70 µm. Je nach Durchsatz können hier sowohl Vibrations- wie auch Taumelsiebmaschinen eingesetzt werden. In allen Fällen ist höchste Siebgüte gefordert, um Verunreinigungen im Siebgut, die auf beschichteten Oberflächen sofort ins Auge stechen würden, auszuschleusen.

Mit modular aufgebauter Siebtechnik sind punktgenaue Anpassungen an die Prozessparameter möglich. Die Siebmaschinen können optional auch in konsequentem Hygienic Designs auf die Anforderungen der Pharmaproduktion mit allen Optionen für eine sterile Prozessführung abgestimmt werden.

Siebprozesse verbessern
Neues Ultraschallsystem

Allgaier setzt für seine Taumel- und Vibrationssiebmaschinen ein neues Ultraschallsystem ein. Durch wechselnde Frequenzen lassen sich bei unterschiedlichsten Pulverarten Ausbeute und Siebgüte deutlich erhöhen. Erreicht wird dieses durch einen Generator, der während des Siebens die besten Resonanzpunkte anregt. Durch die flexible Anpassung des Systems wird die Standzeit der Siebgewebe verlängert, der Reinigungsaufwand verringert, und die Energie lässt sich effizient nutzen.

Heftausgabe: April 2010
Volker Spies ,

Über den Autor

Volker Spies ,

Volker Spies ist Vertriebsleiter Siebmaschinen bei Allgaier

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