Kleine Teile für große Wirkung

Zerkleinerung von Klumpen und Agglomeraten im Prozess

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12.07.2012 Je kleiner ein körniges Produkt ist, desto besser lässt es sich im Prozess transportieren. Auch Reaktionsprozesse lassen sich effizienter gestalten, wenn kleinere Teile eines Schüttgutes mehr Oberfläche für die Reaktion bieten. Klumpenbrecher dienen dieser gezielten Verkleinerung von beispielsweise Schüttgütern im Prozess.

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Entscheider-Facts Für Betreiber

  • In Klumpenbrechern wird das Produkt mittels Prall-, Scher- und Reibungskräften durch ein Raffelsieb gepresst und auf die gewünschte Endkorngröße zerkleinert.
  • Je nach Produkt und Anforderungen können Raffelsiebe variieren.
  • Der Einsatz von Klumpenbrechern eignet sich beispielsweise für die Verbesserung der pneumatischen Förderung, das Zerkleinern von Rework-Produkten auf die Ausgangskorngröße oder auch die Oberflächenvergrößerung von Partikeln für beschleunigte Reaktionsprozesse.

In der Lebensmittel- und Chemieindustrie kommt es im Produktionsprozess immer wieder zu Agglomeraten und Verklumpungen von Schüttgütern. Diese lassen sich mithilfe von Klumpenbrechern auflösen und zerkleinern. Das trockene, mit Klumpen durchsetzte Material gelangt dabei gravimetrisch aus einem Vorbehälter oder direkt aus dem Produktionsprozess auf die horizontal angeordneten und rotierenden Schläger. Dort wird das Produkt mittels Prall-, Scher- und Reibungskräften durch ein Raffelsieb gepresst und auf die gewünschte Endkorngröße zerkleinert. Je nach Produkt und Anforderungen können Raffelsiebe mit Lochgrößen von 2 bis 25 mm variieren. Entscheidende Qualitätsmerkmale lassen sich sowohl durch den einstellbaren Spalt zwischen den Schlägerleisen und dem Raffelsieb als auch durch die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors gezielt einstellen.

Einsatzgebiete variieren stark

Die Anwendungen für Klumpenbrecher sind sehr verschieden, das Ziel ihres Einsatzes jedoch meist das gleiche: Die Endprodukte sollen idealerweise eine gleichmäßige Kornverteilung mit wenig Feinkorn aufweisen. Gleiches müssen ebenfalls viele Zwischenprodukte erfüllen, um eine Weiterverarbeitung zu ermöglichen. Beispielsweise führen Klumpen und Agglomerate bei Mischprozessen zu unerwünschten, unterschiedlichen Mischungen. Doch: Je feiner die Komponenten sind, desto homogener wird die Mischung.

Oft müssen die Produkte pneumatisch in Rohrleitungen zu weiterverarbeitenden Prozessen gefördert werden. Dabei können die Klumpen die Rohrleitungen verstopfen und den Energieaufwand aufgrund der dann notwendigen höheren Luftgeschwindigkeit deutlich erhöhen. Des Weiteren lassen sich die Klumpenbrecher aufgrund ihrer modularen Bauweise in bestehende Produktionslinien unterhalb der Big-Bag- oder Container-Entleervorrichtung, Sackeinschütte oder unter Silos integrieren. Sie können aber auch als Stand-alone-Geräte zu vergleichsweise niedrigen Investitionskosten in der Industrie zum Einsatz kommen.

Mithilfe der Geräte lassen sich beispielsweise auch Rework-Produkte auf die Ausgangs-Korngröße zerkleinern und in den Prozess zurückführen. Auch Filterkuchen können problemlos bis zur gewünschten Korngröße zerkleinert werden. Gleiches gilt für gefrorene Früchte, die weiterverarbeitet werden sollen – beispielsweise zur Dosierung in Kleingebinden oder in der Konfitüreherstellung. Die feinen Partikel und deren große spezifische Oberfläche beschleunigen zudem anschließende Reaktionsprozesse.

Aus Batchbetrieb kontinuierlichen Prozess erzeugen

Für ein Desagglomerieren nach Maß wurde ein Klumpenbrecher an einen renommierten Kunststoffproduzenten für die Herstellung von Vorprodukten geliefert. Die Hauptfunktion beim Des­agglomerieren besteht dabei in der Vergrößerung der Oberfläche eines Polymers mit 10 bis 15 % Restfeuchte. Dadurch soll eine gleichmäßige Trocknung des Produktes möglich werden. Das Polymer wird dazu in einer Zentrifuge von der flüssigen Phase getrennt und der gesamte Inhalt in einen Auffangbehälter entleert. Danach wird die  Zentrifuge batchweise wiederbefüllt. Der unter dem Auffangbehälter positionierte Klumpenbrecher schöpft zeitgleich aus dem Vollen und zerkleinert das Produkt auf eine vorgegebene Korngröße. Anschließend wird das zerkleinerte Vorprodukt über eine Rüttelrinne der Trocknungsanlage zugeführt. Damit wird aus einem diskontinuierlichen Betrieb ein kontinuierlicher Produktionsprozess.

Bei der Betriebsart kommt dem Klumpenbrecher eine Doppelfunktion zu: Neben dem Desagglomerieren als Hauptfunktion lässt er sich zusätzlich zur volumetrischen Grobdosierung einsetzen. Durch die variable Umfangsgeschwindigkeit des Rotors in Kombination mit der entsprechenden Raffelgröße lassen sich gleichbleibende Durchsatzleistungen erzielen. Diese praktische Kombination der Funktionen des Gerätes ermöglicht die hohen Qualitätsanforderungen des Polymers für die anschließende Trocknung. Aufgrund der Explosionskenndaten des Polymers und der Bewertung der Produktionsstätte hinsichtlich des Explosionsschutzes durch den Auftraggeber wurde der Klumpenbrecher nach den Atex-Richtlinien für den Einsatz in der Ex-Atmosphäre II 3/3 D konstruiert.

Heftausgabe: Juli 2012
Zlatko Geric, Geschäftsführer Mancon Anlagentechnik

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Zlatko Geric, Geschäftsführer Mancon Anlagentechnik
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