Einsatz von Mischern zur Aufbauagglomeration disperser Stoffsysteme

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MASCHINENFABRIK GUSTAV EIRICH GMBH & Co KG

Coperion GmbH

L.B. Bohle Maschinen und Verfahren GmbH

Gebr. Lödige Maschinenbau GmbH

Auf den Mischer kommt es an

Der Erfolg einer Agglomeration in einem Mischer hängt von drei Faktoren ab:

• der Gestaltung des Mischsystems,

• den systembedingten Betriebsparametern,

• der Zugabe des flüssigen Bindemittels.

Bei Schaufelmischern (im Chargen- und kontinuierlichen Betrieb) und vertikalen Schnellmischern wird das Bindemittel entweder über Lanzen in die hochturbulenten Zonen von Messerköpfen (Homogenisatoren) oder direkt in den Produktraum eingeleitet. Bei Ringschichtmischern befördern Düsen das Bindemittel in die vom Mischwerk ausgebildete Ringschicht. Welche Verweilzeit nach der Zugabe erforderlich ist, bestimmen jeweils das Ausgangsprodukt und die Zielform und -qualität. Die Grenze der Agglomeratgröße liegt bei der Aufbauagglomeration in Mischern bei etwa 3000 µm, die Größenverteilung liegt im Bereich 1:5 bei d80.

Gebrüder Lödige Maschinenbau entwickelt anwendungsspezifische Lösungen für verschiedenste Agglomerate mit hoher Produktgüte. Dazu zählen chargenweise und kontinuierlich arbeitende Pflugschar-Mischer, die das Schleuder- und Wirbelverfahren des Herstellers nutzen: In einer horizontalen, zylindrischen Trommel rotieren wandnah Pflugschar-Schaufeln. Auch der hochtourige, kontinuierlich arbeitende Ringschichtmischer Corimix eignet sich zur Aufbauagglomeration. Die hohe Umfangsgeschwindigkeit seiner Mischwerkzeuge beschleunigt die zugeführten Produktkomponenten zentrifugal, sodass sich eine konzentrische Ringschicht bildet. Sie bewegt sich – bei gleichbleibendem Energieeintrag – pfropfenartig mit einem sehr engen Verweilzeitspektrum durch den Mischraum. Aufgrund der großen Differenzgeschwindigkeit entwickelt sich dadurch innerhalb der Ringschicht eine besonders starke Misch-intensität, die besonders kurze Verweildauern ermöglicht. Dadurch können bis zu 175 kg/dm³ pro Stunde verarbeitet werden. Trotz kompakter Bauweise ist der Mischer, der für Nutzvolumina von fünf bis 3000 Liter verfügbar ist, auf hohe bis sehr hohe spezifische Durchsatzleistungen ausgelegt.

Als leistungsfähiger Agglomerator lässt sich auch der Universalmischer KUM einsetzen, ein vertikales Mischsystem mit niedrigem Energieeintrag und geringer Temperaturerhöhung bei hoher Mischleistung. Die Maschine besitzt einen vertikal angeordneten zylindrischen Mischbehälter, der chargenweise befüllt und entleert wird. Darin rotiert randgängig und in geringem Abstand zum Behälterboden ein dreiflügeliges Mischwerkzeug. Form und Umfangsgeschwindigkeit sind so aufeinander abgestimmt, dass das Mischgut in einen trombenförmigen Umlauf gebracht und damit in horizontalen und vertikalen Ebenen beschleunigt wird. Oberhalb des Mischwerkzeuges – und damit innerhalb der ausgebildeten Produkttrombe – ist ein schnell rotierender Messerkopf platziert, in dessen hochturbulentem Wirkungsbereich die Agglomeratbildung erfolgt.

Fazit

Agglomerationsprozesse können Produkteigenschaften wesentlich verbessern, was allerdings die dauerhafte Festigkeit der Agglomerate zwingend voraussetzt. Aufbauagglomeration ist deshalb ein Fall für Maschinen, die produkt- und anwendungsspezifisch höchste Mischgüten gewährleisten.

* Der Autor ist Leiter Mixing and Processing Technology/Drying & Reaction Process Technology bei der Gebr. Lödige Maschinenbau GmbH, Paderborn.

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