Pastillieren Neuentwickeltes Kühlband erhöht die Ausbeute beim Pastillieren

Autor / Redakteur: Andreas Robens, Jürgen Meirick / Anke Geipel-Kern

Ein neues Kupfer-Aramid-Trägergewebe, das mit einem hochtemperaturbeständigen Spezialsilikon beschichtet ist, bildet den Werkstoff für ein innovatives Kühlband. Dadurch sind höhere Ausbeuten und effizientere Prozesse beim Pastillieren schmelzflüssig anfallender Produkte möglich.

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Seit Jahrzehnten werden schmelzflüssige Produkte auf kontinuierlich arbeitenden Kühlbandanlagen zu Granulaten verarbeitet. Bislang wurden in diesen Anlagen überwiegend Kühlbänder aus Edelstahl eingesetzt, u.a. aufgrund der hohen Wärmeübertragungseigenschaften. Über geeignete Aufgabevorrichtungen, z.B. rotierende Pastilliereinheiten, wird die Schmelze auf die Oberseite des Kühlbandes aufgegeben; der Phasenwechsel, also die Erstarrung der Schmelze zum Feststoff, erfolgt durch indirekte Kühlung mittels eines flüssigen oder gasförmigen Kühlmediums über die Unterseite des Bandes.

Kaiser Steel Belt Systems, Erfinder des ersten Pastillierverfahrens (1953), entwickelte jetzt in Zusammenarbeit mit Heimbach Specialities einen neuen Kühlbandwerkstoff mit dem Namen Q.max. Bei diesem Band handelt es sich um ein flexibles Mehrlagengewebeband mit einer Beschichtung aus hochtemperaturbeständigem Spezialsilikon. In das Band eingearbeitete kupferhaltige Garne mit Gewebekröpfungen an der Bandoberfläche erhöhen die Wärmeübertragung und gewährleisten so den maximalen direkten Wärmetransport senkrecht durch die Kühlbandfläche.

Im Vergleich zum Stahlband besitzen die neuen Bänder deshalb einen verbesserten Wärmeübergang und ermöglichen eine wesentlich geringere Haftung des Aufgabeproduktes durch die Silikonbeschichtung. Benetzungsmittel, wie sie z.B. bei der Pastillierung von Schwefel und Harnstoff eingesetzt werden, können durch die niedrige Affinität zum Band entfallen. Aufgrund des günstigen Oberflächenspannungsverhältnisses zwischen Band und Produkt sind die aufgebrachten Tropfen im Vergleich zum Stahlband kugelförmiger. Prinzipiell ist eine höhere Ausbeute bei gleicher Kühlbandfläche im Vergleich zum Stahlband durch die höhere Wärmeübertragung möglich. Gleichzeitig reduziert eine geänderte Abstreifertechnik den Staub-anteil im fertigen Granulat.

Auf Herz und Nieren geprüft

Zur verfahrenstechnischen Beurteilung der Eigenschaften des neuen Bandes im Vergleich zu einem klassischen Stahlband wurden umfangreiche Versuche mit drei repräsentativen Produkten gefahren. Die Versuchsparameter Aufgabetemperatur, Kühlwassertemperatur, Pastillengröße wurden bei beiden Versuchsreihen konstant gehalten und die Ergebnisse mit denen eines Stahlbands verglichen. Als Aufgabesystem wurde in allen Fällen das Kaiser SBS Pastillierverfahren Rollomat eingesetzt. Als Referenzprodukte wurden ein Fettalkohol mit einem Schmelzpunkt von etwa 37 °C, Petroleumharz mit einem Schmelzpunkt von etwa 100 °C sowie ein Hotmelt-Klebstoff auf EVA-Basis mit einem Erweichungspunkt von 80 bis 90 °C ausgewählt. Fettalkohole haben bei Aufgabetemperatur eine niedrige Viskosität von etwa acht bis zehn Millipascalsekunden und gegenüber dem Stahlband ein ungünstiges Oberflächenspannungsverhältnis. Diese Eigenschaft kann bei der Pastillierung über ein Stahlband zu sehr flachen Tropfen führen.

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