Konti-Mischer für den Eintrag von Feststoffen in Flüssigkeiten

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MASCHINENFABRIK GUSTAV EIRICH GMBH & Co KG

Gravimetrie fördert Feststoffe

Sämtliche Werkzeuge sind einzeln austauschbar und in verschiedenen Ausführungen erhältlich, damit die Maschine optimal dem Produkt angepasst werden kann. Bei moderaten Druckverlusten reicht die Eigenförderwirkung des Mischers, um das Produkt in den nachfolgenden Behälter oder Prozess zu pumpen. Bei extremen Viskositäten und großen Druckverlusten der Rohrleitungen, genauso wie bei großen Förderhöhen, wird eine Austragpumpe nachgeschaltet.

Die Designgrundsätze der gesamten Inline-Serie 2000 von IKA gewährleisten auch für die MHD bei Anlagenstopps die Eignung zur Reinigung im Durchfluss und im zusammengebauten Zustand (CIP), ohne manuellen Reinigungsaufwand. Da die Feststoffe mithilfe der Gravimetrie und nicht per Luft gefördert werden, wird der Gaseintrag minimiert und beschränkt sich auf den Anteil, der zwischen den Feststoffpartikeln vorhanden ist. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von mittel- bis hochviskosen Produkten von Vorteil, bei denen die eingeschlossenen Gasbläschen oft nur mit erheblichem Aufwand wieder entfernt werden können.

Das MHD-System ist in sechs Baugrößen für Durchsatzleistungen von 10 bis 40 000 Liter pro Stunde erhältlich. Bereits im Labormaßstab können Prozessentwicklungen mit dem gleichen System gemacht werden, wie es auch später in der Produktion Verwendung findet. So kann das Scale-up-Risiko minimiert werden und die Zeiten von der Produktidee bis zur Produktion verkürzen sich merklich. Die Tatsache, dass für viskose Produkte ein Scale-up von einem Inline-System einfacher ist als bei einem Batch-System, spricht zusätzlich für einen Prozess mit der MHD. Der Lieferumfang reicht vom MHD-Einzelgerät bis zur kompletten Anlage mit Dosiersystemen, Steuerung und Nachfülleinrichtungen.

Ergänzendes zum Thema

Fenster-Dichtungsmassen

Applikationsbeispiel Fenster-Dichtungsmassen

Ein europäischer Hersteller von Fenster-Dichtungsmassen war auf der Suche nach einem besseren Mischsystem für sein hochviskoses Produkt mit einer Viskosität von über 200 000 Millipascal. Dabei handelt es sich um eine Produktmatrix aus drei verschiedenen Flüssigkeiten (Polymer, Weichmacher, Katalysator) und drei pulverförmigen Feststoffen (Füllstoffe, Zeolith), die in Konzentration bis zu 70 Prozent eingetragen werden. Auf Grund der Produktviskosität kamen bislang nur mehrere große Batch-Mischsysteme ähnlich einem Kneter zum Einsatz. Die zuvor verwendeten Batch-Mischer benötigten für einen Ansatz rund fünf Stunden. Während des Mischprozesses musste mehrfach der Mischbehälter geöffnet werden, um nicht vermischte Produktbestandteile im Übergangsbereich zum Luftraum von Behälterwandung und Rührwerkzeugwelle nach unten zu kratzen, um sie dem Batch wieder zuzuführen. Nach Ende des Mischvorganges wurde das hochviskose Produkt mit einem Pressdeckel und Druckluft mühsam aus dem Mischtrog ausgetragen. Die Qualität der Mischung hing vom Produktionsvolumen und auch noch von der Arbeitsweise des Bedieners ab. Wurden Produktanhaftungen nicht sorgfältig nach unten gekratzt, fanden sich im Endprodukt unvermischte Bestandteile und Agglomerate, die sich auf Grund der hohen Viskosität kaum ausfiltern ließen. Der Entleerung folgte ein manueller Reinigungszyklus von ungefähr zwei Stunden, um Rührwerkzeuge und Behälter vor dem nächsten Ansatz von alten Produktbestandteilen zu reinigen.

Die willkommene Alternative war eine Neuinvestition in eine Inline Misch- und Dispergieranlage vom Typ MHD. Sie besticht durch eine kompakte Bauweise: Alle Rohstoff-Dosiersysteme sitzen auf einem gemeinsamen Rahmen. Die sechs Produktkomponenten werden zeitgleich in der richtigen Proportion der Maschine zugeführt. Sensoren für Durchfluss (Flüssigkeiten) und Gewichtsabnahme pro Zeiteinheit (Feststoffe) erfassen den aktuellen Durchsatz und sind dafür zuständig, die Dosierungen entsprechend den Sollvorgaben der Rezeptursteuerung nachzuregeln. Die Komponenten werden in einer Passage mit höchster Effizienz und geringstem Temperatureintrag dispergiert. Eine nachgeschaltete Austragpumpe fördert das Produkt in ein spezielles System zur Entlüftung der hochviskosen Masse. Von dort wird sie kontinuierlich an die Abfüllanlage weitergepumpt. Das System besitzt einen kontinuierlichen Ausstoß von bis zu 2000 kg/h. Damit wurde die bisherige Kapazität mehr als verdoppelt. Gleichzeitig konnten 25 Prozent des Platzes und rund 30 Prozent der Gesamt-Antriebsleistung der bisher verwendeten Aggregate eingespart werden. Die Reinigungszeiten fallen bei kontinuierlichem Betrieb komplett weg und sind nur bei längeren Stillständen der Anlage notwendig.

Zusammenfassung

Aufwändige Batch-Geräte, die kostenintensiv in Anschaffung und Betrieb sind, können oft durch das MHD-System ersetzt werden. Unter der Vorraussetzung reproduzierbarer Dosiermöglichkeiten für Inhaltsstoffe sowie einer pumpbaren Viskosität, ist dieser Konti-Mischer eine effiziente Möglichkeit, um Feststoffe in Flüssigkeiten zu dispergieren.

* Der Autor arbeitet als Corporate Product Manager bei IKA-Werke GmbH & Co. KG. Kontakt: Tel. +49 (0) 76 33 / 8 31 - 1 49

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