Mischen

Pneumatische Impulsmischung als Alternative zu mechanischen Rührwerken

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Blasen mischen Flüssigkeiten

Der Schlüssel zur Formung der Blasen sind die Akkumulatorplatten mit einem Durchmesser von 10 bis 56 cm, die horizontal nur wenige Zentimeter über den Boden des Tanks am Ende der Druckleitung befestigt werden. Wenn Luft unter das Zentrum der Akkumulatorplatte gepulst wird, strömt sie um die Kanten der Platte herum und formiert sich oberhalb der Platte zu einer Blase.

Parks fand heraus, dass in dem Moment, wenn er eine Blase durch die Flüssigkeitssäule nach oben treibt, die Flüssigkeit oberhalb der Blase nach oben verdrängt wird und unterhalb ein Sog entsteht. Wenn die Blase sich an der Oberfläche entspannt, setzt sich die Bewegung der von ihr nach oben gezogenen Flüssigkeit an der Oberfläche fort zum Behälterrand hin und ändert dort ihre Richtung, nämlich an der Tankwandung entlang nach unten. Aufgrund der Beobachtung, dass das entstandene Bewegungsmoment sehr groß ist, kam Parks zur Erkenntnis, dass es energiesparender ist, mit der Generierung der nächsten Blase zu warten, bis die Bewegung im Tank wesentlich nachgelassen hat.

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Ein zusätzlicher Vorteil des Luftpulses, der aus der Akkumulatorplatte herausdrückt, ist, dass er eine horizontale Druckwelle am Boden des Tanks erzeugt und Feststoffe aufwirbelt, die sich unten abgesetzt haben. Damit beginnt Pulsair den Mischprozess sogar direkt am Tankboden. So kann man auch mit dem Mischen direkt beginnen, sobald der Tank befüllt wird, und das Medium außerdem gemischt halten, bis der Tank nahezu vollständig entleert ist.

Als Parks das Pulsair-System entwickelte, war das Einblasen von Luft in Mischanwendungen eigentlich nichts Neues. Doch das bis dahin übliche ständige Einbringen vieler kleiner Blasen, bekannt als Belüften, benötigt sehr viel Energie und tendiert dazu, Sauerstoff in der Flüssigkeit zu lösen. Der Pulsair-Ansatz hingegen erhöht nicht den Sauerstoffeintrag in der Flüssigkeit, da eine einzige große Blase eine viel kleinere Oberfläche aufweist als die vielen kleinen Blasen bei der konventionellen Belüftung. Doch für Betreiber, die sich nicht mit dem Gedanken anfreunden können, sauerstoffempfindliche Flüssigkeiten ausgerechnet mit Umgebungsluft zu mischen, kann Pulsair auch mit anderen Gasen wie Stickstoff verwendet werden.

Wenn der Tankinhalt zusätzlich zum Mischen auch beheizt werden muss, kann warmes Gas oder Dampf zum Pulsen verwendet werden, um die Erwärmung zu beschleunigen und energiesparend zu gestalten.

Pulsair begann damit, den Prozess mit der Entwicklung von Steuergeräten weiter zu perfektionieren. So kann die Gasmenge für die einzelnen Blasen leicht reguliert werden. Durch das Kontrollieren des Gasdrucks, der Dauer der Pulse und ihrer Häufigkeit kann man die Mischparameter variieren, um verschiedenste Prozessanforderungen bei gleichzeitiger Reduzierung der Energiekosten zu erfüllen. Auch für jede Charge können die Mischparameter und die Sequenzen reguliert werden. So kann der Anwender ein besonders gut gelungenes Mischergebnis einfach wiederholen oder neu anpassen. Die Steuerung des Pulsierens im Mischsystem kann entweder über einen Pulsair-Controller erfolgen oder durch die Integration der Pulsair-Software in ein vorhandenes Leitsystem. Pulsairs Touchscreen-Controller können sowohl einen einzelnen Tank als auch komplette Tankfarmen steuern. Dabei kann jeder Tank individuell parametriert werden, um mit Mischzyklen zu starten und zu beenden und sie entsprechend den Prozessanforderungen anzupassen. Die Touchscreen-Controller sind durch ihre Modulbauweise erweiterbar und erlauben es somit auch, zunächst nur einen einzelnen Tank zu überwachen und dann nach und nach um weitere Tanks zu ergänzen. Für den Einsatz in explosiven Umgebungen kann Pulsair mit einer rein pneumatischen Steuerung geliefert werden.

Je nach Materialverträglichkeit des Mediums kann aus einer Vielzahl an Materialien für Akkumulatorplatten und Rohrleitungen gewählt werden. So können sie z. B. aus Stahl, rostfreiem Edelstahl, Aluminium, Glasfaser, PE, PP oder PVC gefertigt werden. Bei einigen Pulsair-Anwendungen kann man sogar auf die Akkumulatorplatte verzichten und den Puls direkt in den Boden des Tanks einbringen.

„Das Pulsair-System ist an jede Behältergröße anpassbar“, sagt Parks. „Wir können kleine Behälter wie 150-l-Fässer genauso mischen wie einige der größten Tanks der Welt.“

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