Eine Lebensmittelfabrik verlor fast 4 Prozent jeder Charge als Staub und zerbrochenes Granulat beim Transfer vom Mischer zur Verpackungslinie. Das Problem war nicht der Mischschritt; Es handelte sich um eine Dünnstrom-Förderleitung mit einer Geschwindigkeit von 22 m/s, bei der jedes Partikel auf die Rohrwand und jede Biegung prallte. Nach der Umstellung auf pneumatische Dichtstromförderung sank der Produktverlust auf unter 0,5 Prozent und die Rohrlebensdauer verlängerte sich von etwa einem Jahr auf über vier. Dieses Ergebnis ist typisch für Materialien, die abrasiv, bröckelig oder zur Entmischung neigen: Die dichte Phase bewegt die gleichen Schüttgüter mit einem Bruchteil der Geschwindigkeit, sodass die Partikel in gepackten Kugeln durch die Leitung gleiten, anstatt mit hoher Geschwindigkeit mit Armaturen zu kollidieren.
Was ist pneumatische Dichtstromförderung?
Die pneumatische Dichtstromförderung ist eine Niedergeschwindigkeits- und Hochdruckmethode zum Bewegen von Pulver- und Granulatschüttungen. Das Material schwebt nicht im Luftstrom. Stattdessen liefert ein Kompressor oder Gebläse Luft mit etwa 2 bis 8 bar (30 bis 100 PSIG) und drückt eine gepackte Produktsäule durch die Rohrleitung. Das Material bewegt sich als Dünen am Boden des Rohrs entlang oder als durch Lufteinschlüsse getrennte Kugeln mit vollem Durchgang.
Die Förderdichte in der Leitung beträgt typischerweise etwa 50 Prozent der Schüttdichte des Materials im Ruhezustand, weshalb das Verfahren „dicht“ genannt wird. Die Produktgeschwindigkeiten liegen normalerweise zwischen 1 und 8 m/s, verglichen mit 15 bis 35 m/s bei der Förderung in verdünnter Phase. Diese Kombination aus hohem Druck und niedriger Geschwindigkeit schützt sowohl das Produkt als auch das Rohr.
Dichte Phase vs. verdünnte Phase: Was sich tatsächlich ändert
Der einfachste Weg, die beiden Methoden zu vergleichen, besteht darin, wie sich das Produkt bewegt. In der verdünnten Phase ist das Material vollständig suspendiert und folgt dem Luftstrom, sodass sich einzelne Partikel schnell fortbewegen und mit der Rohrwand kollidieren. In der dichten Phase wird Material als sich langsam bewegende Pfropfen vorwärts geschoben und der Großteil der Energie der Luft wird in Druck und nicht in Geschwindigkeit umgewandelt.
| Parameter | Verdünnungsphase | Dichte Phase |
|---|---|---|
| Produktgeschwindigkeit | 15-35 m/s | 1-8 m/s |
| Luftdruck | 0,2-1 bar | 2-8 bar |
| Produkt-Luft-Verhältnis | Niedrig | Hoch |
| Komponentenverschleiß | Hoch | Niedrig |
| Produktverschlechterung | Hoch | Niedrig |
| Kosten für die Luftkompression | Niedriger | Hocher |
| Typische Förderstrecke | Kurz bis mittel | Mittel bis lang |
Die höheren Kosten für die Luftkomprimierung sind der Hauptgrund dafür, dass Dichtstromsysteme nicht überall installiert werden. Die Einsparungen resultieren aus geringerem Verschleiß, geringeren Produktschäden und geringerem Wartungsaufwand an Bögen, Umlenkern und Zellenradschleusen.
Wie ein Dichtphasensystem funktioniert
Ein Dichtstromsystem besteht aus drei Kernelementen: einem Druckbehälter oder Blastank, der Material in die Leitung einspeist, einer Druckluftversorgung und Lufteinspritzpunkten entlang der Rohrleitung. Der Betriebszyklus ist unkompliziert:
- Der Blastank wird gefüllt, während er zur Atmosphäre entlüftet wird.
- Das Einlassventil schließt und Druckluft setzt den Behälter unter Druck.
- Wenn der Behälterdruck den Rohrleitungswiderstand übersteigt, wird Material aus dem Tank in die Leitung gedrückt.
- Lufteinblaspunkte entlang des Rohrs geben in regelmäßigen Abständen Luft ab, wodurch die Materialsäule als Pfropfen in Bewegung gehalten wird und verhindert wird, dass sie sich festsetzt.
Ein Punkt, der immer noch Verwirrung stiftet, ist der Unterschied zwischen einem Blastank und einem echten Dichtstrombetrieb. Die alleinige Verwendung eines Blastanks garantiert kein Dichtphasenverhalten. Wenn die Luftgeschwindigkeit hoch genug ist, um das Material zu suspendieren, arbeitet das System in der verdünnten Phase, obwohl es von einem Druckbehälter gespeist wird. Der entscheidende Faktor ist die Geschwindigkeit, nicht der Feedertyp.
Welche Materialien profitieren am meisten?
Nicht für jedes Produkt ist die Dichtphase die richtige Wahl. Die Betriebskosten werden durch Materialien erwirtschaftet, die andernfalls beschädigt würden oder die Leitung beschädigen würden. Vier Kategorien eignen sich besonders gut:
- Schleifmittel wie Aluminiumoxid, Quarzsand und viele mehr chemische Zwischenprodukte . Niedrige Geschwindigkeit bedeutet weniger Erosion der Rohre, insbesondere in Kurven.
- Bröckelige und zerbrechliche Produkte einschließlich Pharmazeutisches Granulat , Instantkaffee und beschichtete Partikel. Durch die sanfte Schiebewirkung bleibt die Partikelgröße erhalten und Staub wird reduziert.
- Gemischte Chargen die dazu neigen, sich zu entmischen, wenn Luft durch sie geblasen wird. Die dichte Phase minimiert die für Hochgeschwindigkeitsströme typische Partikelklassifizierung.
- Weiche und komprimierbare Materialien wie viele Lebensmittelpulver und Polymergranulate, die sich in der verdünnten Phase unter Aufprall verformen oder verschmieren.
Die Hauptausnahme bilden feine, stark kohäsive Pulver. Sie können statt sauberer Schnecken stabile Bögen bilden. Aus diesem Grund ist ein Förderversuch mit dem tatsächlichen Produkt nicht optional; Dies ist die einzige zuverlässige Methode, um zu bestätigen, dass die dichte Phase funktioniert, und um die Leitung richtig zu dimensionieren.
Passen Sie den Förderansatz an Ihre Linie an
Bevor Anlageningenieure sich für ein vollständiges Dichtstromsystem entscheiden, sollten sie die Übertragungsentfernung und das Produktverhalten im Vergleich zu einfacheren Geräten abwägen. Für kurze Transferstrecken bietet ein Vakuumförderer eine kostengünstige pneumatische Alternative und wird häufig zum Transport von Pulvern aus Säcken, Behältern oder kleinen Prozessgeräten ohne Staubaustritt eingesetzt.
Die Vakuumförderung ist in der Regel auf Entfernungen unter 30 Metern beschränkt, aber innerhalb dieses Bereichs entfällt der Kapitalaufwand für einen Druckbehälter und eine Kompressorstation, und die Reinigung zwischen Produktwechseln ist einfach.
Auf der mechanischen Seite bietet ein Schneckenförderer eine zuverlässige, geschlossene Möglichkeit, Material mit kontrollierter Geschwindigkeit einem Mixer, Granulator oder einer Verpackungsmaschine zuzuführen. Schneckenförderer werden häufig für kurze horizontale oder geneigte Transfers verwendet, bei denen das Produkt frei fließt und die Anordnung festgelegt ist.
LS-Lebensmittelgranulat-Schneckenförderer für den Materialtransport über kurze Distanzen Dieser Schneckenförderer aus Edelstahl eignet sich für die kontrollierte Zuführung von frei fließenden Trockenpulvern und Granulaten über kurze horizontale oder geneigte Strecken und ergänzt längere Dichtstromsysteme in Lebensmittel-, Chemie- und Pharmafabriken. Produkt anzeigen → Für große Auflagen, hohen Durchsatz oder Produkte, die keine mechanische Handhabung vertragen, bleibt die dichte Phase die bevorzugte Wahl. Viele Lebensmittel-, Chemie- und Pharmafabriken betreiben eine Kombination: Vakuum- oder Schneckenförderung für die kurzen Abschnitte, Dichtstromförderung für die Hauptleitung zwischen Gebäuden oder Silos.
Wichtige Überlegungen vor dem Kauf
Wenn Sie ein Dichtstromsystem spezifizieren, sollten im Gespräch mit dem Lieferanten mindestens vier Punkte geklärt werden, bevor ein Angebot für die Ausrüstung abgegeben wird.
- Luftzufuhr. Die dichte Phase benötigt eine Luftquelle mit höherem Druck als die verdünnte Phase. Entscheiden Sie, ob Sie einen speziellen Kompressor betreiben oder die Anlagenluft nutzen möchten. Eine dedizierte Versorgung ist in der Regel zuverlässiger, da der Luftdruck in der Anlage schwankt, wenn andere Geräte gestartet und gestoppt werden.
- Linienlayout. Jede Biegung erhöht den Widerstand und bietet Schnecken einen Platz zum Abwürgen. Beschränken Sie die Biegungen auf ein Minimum, verwenden Sie Rohrbögen mit großem Radius und installieren Sie für abrasive Produkte austauschbare Verschleißteile oder mit Keramik ausgekleidete Rohrbögen.
- Materialprüfung. Bemessen Sie eine dichte Phasenleitung niemals allein anhand der Schüttdichte. Partikelgrößenverteilung, Feuchtigkeitsgehalt, Kohäsion und Bröckeligkeit beeinflussen alle die Pfropfenbildung. Ein kontrollierter Versuch am tatsächlichen Produkt ist die einzige zuverlässige Möglichkeit, Leitungsdurchmesser, Luftstrom und Druck einzustellen.
- Komponentenqualität. Das Ablassventil des Blastanks, die Lufteinblasanschlüsse und die Rohrleitungsbögen versagen bei abrasivem Einsatz am frühesten. Geben Sie Komponenten an, die für den Betriebsdruck ausgelegt und für einen schnellen Austausch ausgelegt sind.
Auch die Betriebskosten sollten ehrlich bewertet werden. Dichtphasensysteme erfordern normalerweise größere Kompressoren und mehr Energie pro geförderter Tonne als Systeme mit verdünnter Phase. Die Amortisation erfolgt durch weniger Produktverlust, geringere Wartung und weniger Leitungsverstopfungen. Anlagen, die abrasive oder zerbrechliche Produkte verarbeiten, gleichen die Differenz normalerweise innerhalb des ersten vollständigen Produktionszyklus aus.
Die entscheidende Frage ist einfach: Was macht Ihr Produkt, wenn es sich mit 25 m/s bewegt? Wenn die Antwort Bruch, Staub, Entmischung oder schneller Rohrverschleiß ist, ist die pneumatische Dichtstromförderung die höhere Investition in einen Kompressor wert. Wenn das Produkt robust und fließfähig ist und der Weg kurz ist, reicht ein einfacheres Vakuum- oder Schneckensystem aus. In jedem Fall sollten die Geschwindigkeiten, Drücke und das Materialverhalten, die während eines Versuchs mit Ihrem eigenen Produkt gemessen wurden, die endgültige Spezifikation beeinflussen.
