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Schüttgut/Rheometer

Für mehr Durchblick beim Schüttgut

| Autor/ Redakteur: Jamie Clayton, Michael Mayer* / Dominik Stephan

Ein neuartiges Rheometer bringt ganz neue Pulvertestmöglichkeiten – Die Einführung des FT4-Powder-Rheometers von Freeman Technology hat bei einem der führenden Anbieter für Rohstoff- und Prozessautomation die Auslegung und Entwicklung kundenspezifischer Anlagen und Verfahren auf einen neuen Level gebracht. Schnelle, reproduzierbare und mit dem Prozess korrelierbare Pulvercharakteristika machen die Auswahl des passenden Equipments sicher – und das bei weniger Verbrauch an Testmaterial.

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(Bild: Freeman Technology)

Um den Kunden die optimale Lösung für ihre Pulververarbeitungsanlagen anzubieten führen die Spezialisten bei Azo umfassende Tests durch. Vor dem Einsatz des FT4-Powder- Rheometers nutzte das Forschungsteam zwei Pulvertestsysteme: Eine hauseigene Scherzelle nach dem Jenike-Stil und einen einfachen Pulvertester, der die Ermittlung von Parametern wie Schüttwinkel und Stampfdichte ermöglicht.

Die Jenike-Scherzelle ist besonders für die Auslegung von Silos relevant und weit verbreitet, die Auswertung der so gewonnen Daten bleibt jedoch meist einem Experten vorbehalten. Während die Technik für die Auslegung von Silos und Behältern nützlich sind, bietet sie wenige Informationen über das dynamische Fließverhalten.

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Pulvereigenschaften leicht erkennbar: So sieht das Ergebnis einer BFE-Messung für vier verschiedene Pulver aus.
Pulvereigenschaften leicht erkennbar: So sieht das Ergebnis einer BFE-Messung für vier verschiedene Pulver aus.
(Grafik: Azo)

Mit dem Pulvertester konnten Daten wie der Böschungswinkel, Fall- und Spatelwinkel sowie Carrs-Index gewonnen werden, um die Fließfähigkeit zu beschreiben, jedoch nicht unter Spannung oder mit definierten Durchflussraten. Eine schlechte Wiederholbarkeit und das Fehlen numerischer Werte sind weitere Nachteile.

Grenzen der Schüttgut-Messung überschreiten

Die Grenzen der beiden Instrumente machten eine bessere Pulvercharakterisierung notwendig, um die effizientere Gestaltung und Spezifikation der Verarbeitungslösungen zu unterstützen. Die dynamischen Messmöglichkeiten des FT4 ermöglichen es, Pulver auf völlig neue Weise zu betrachten. Die Experten bei Azo finden die Basis-Fließfähigkeitsenergie (BFE), ein dynamischer Parameter, besonders nützlich, weil sich verschiedene Pulver so sehr gut unterscheiden lassen.

...und so funktioniert der Pulvertest.
...und so funktioniert der Pulvertest.
(Bild: Freeman Technology)

Dies ist jetzt der erste Test, den die Azo-Mitarbeiter durchführen, wenn sie ein neues Material bekommen. Auch der Belüftungstest ist sehr wertvoll, weil er einen Einblick gibt, wie sich das Pulver bei der pneumatischen Förderung verhält.

Warum lassen sich manche Pulver besser kontrollieren?

Die wissenschaftlichen Teams von Azo stellten außerdem fest, dass sich mittels BFE-Daten bestimmen lässt, warum bestimmte Pulver in manchen Geräten besser kontrollierbar sind. Dies bedeutet, das Unternehmen kann jetzt durch die Prüfung einer geringen Materialmenge eine geeignete Prozesslösung entwickeln, bevor Betriebsversuche durchgeführt werden. Andere Pulvereigenschaften erweisen sich ebenfalls als relevant, um das Verhalten unter bestimmten Bedingungen beurteilen zu können.

FT4-Powder-Rheometer im Einsatz bei Azo
FT4-Powder-Rheometer im Einsatz bei Azo
(Bild: Freeman)

Die dynamische Basis-Fließfähigkeitsenergie (BFE) ist jetzt der am häufigsten gemessene Pulver-Parameter. Der Standard BFE –Test lässt sich in weniger als 20 Minuten durchführen und ist für die Ingenieure bei Azo ein schnell, empfindlich, zuverlässig und differenzierender Indikator für das Pulververhalten insbesondere bei der Bewertung neuer Materialien. Ein entscheidender Faktor, wenn man die Vielfalt der Materialien in Betracht zieht.

* * J. Clayton ist Operations Director bei Freeman Technology und M. Mayer ist Geschäftsbereichsleiter Azo-Produktmanagement.

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