Konti-Mischer für den Eintrag von Feststoffen in Flüssigkeiten

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MASCHINENFABRIK GUSTAV EIRICH GMBH & Co KG

Idealvorstellung Konti-Mischer

Verfahrenstechniker suchen seit Jahrzehnten nach einer Technik, um diese kos-ten- und energiefressende Problematik zu vermeiden. Die Idealvorstellung ist ein Misch- und Dosiervorgang nicht im großen Batch, sondern in einem kleinen Volumen. Die Prozessschritte sollen nicht langwierig nacheinander, sondern parallel stattfinden. Anstatt des Batch-Mischers ging die Entwicklung in Richtung einer kontinuierlichen Arbeitsweise, welche die notwendige Mischgüte in einem Durchgang erreicht. Die Firma IKA hat diese Idee in der patentierten Mehrkammer Homogenisier- und Dispergiermaschine (kurz: MHD) umgesetzt.

In einem semi- oder voll kontinuierlichen Prozess erzielt das MHD-System mit nur einer Passage der Ausgangsmaterialien bereits gute Dispergierergebnisse. Die Produktqualität ist in vielen Fällen besser als in einer diskontinuierlich arbeitenden Anlage und dies bei gleichem energetischen Aufwand. Der oft unerwünschte Wärmeeintrag wird durch den „Ein-Passagen-Inline-Prozess“ deutlich reduziert. Durch die Inline-Betriebsweise ist der Energieeintrag pro Partikel Produkt für das gesamte Produktionsvolumen gleich und eindeutig kontrollierbar. Die Produktionsmenge ist voll flexibel und nicht von der Geometrie der Mischeinrichtung oder Mindestmengen abhängig. Einfach über die Laufzeit der Anlage wird die Produktionsmenge bestimmt, zusätzlich kann der Durchsatz in der Regel noch in einem Bereich von ungefähr 1:5 variiert werden.

Funktionsweise

Die Ursachen für die Leistungsfähigkeit des Systems liegen nicht nur im Gesamtkonzept, sondern vor allem in den Designdetails. Die verfahrenstechnischen Aufgaben Fördern/Dosieren und Mischen/Dispergieren sind eindeutig getrennt. So können die jeweiligen Einzelsysteme optimal an das Produkt adaptiert und energetisch aufwändigere Kompromisse vermieden werden.

Beispielsweise wird der Flüssigkeitsstrom mit einer den Produkteigenschaften angepassten Verdränger-Fördereinrichtung dosiert zugeführt. Insbesondere bei hochviskosen Produkten wird nicht bereits bei der Förderung durch Verwendung hochtouriger Werkzeuge unnötig Wärme eingetragen. Die Feststoffe werden über Dosiereinrichtungen wie Schneckendosierer, Zellradschleusen oder Vibrationsförderer zugeführt. Bei hohen Anforderungen an die Genauigkeit oder zur Überwachung der Dosierströme werden gravimetrische Systeme eingesetzt.

Vor dem Vermischen mit dem Feststoff wird die Flüssigphase in viele Einzelströme aufgeteilt. Die Zuführung des Feststoffes erfolgt unter Ausnutzung der Schwerkraft und mit Unterstützung einer senkrecht nach unten fördernden Schnecke, die gleichzeitig zur Abschottung von trockenen zu nassen Bereichen dient.

Die Schleusenwirkung der Schnecke verhindert, dass Flüssigkeitsspritzer in den Einlassbereich des Feststoffes gelangen und damit Klumpenbildung und Verklebungen verursachen. Zusätzlich hält sie den kritischen Übergangsbereich von Produktanbackungen und Querschnittsverminderungen frei. In der Mischkammer werden die Feststoffpartikel und die radial eingedüste Flüssigkeit mithilfe spezieller Mischwerkzeuge intensiv miteinander vermengt und nachfolgend optional über ein ebenfalls in die Mischkammer integriertes Rotor-Stator-System nach außen gefördert.

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