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amixon GmbHamixon GmbH

Containermischer für Schüttgüter

 

Wenn in Ihrem Betrieb Schüttgüter gemischt werden und Ihre Produktionslogistik auf Großbehältern (IBC) basiert, ist es sinnvoll, auch Ihre Mischtechnik darauf abzustimmen. In diesem Blogbeitrag stehen Containermischer als Präzisionsmischer im Mittelpunkt.

Präzisionsmischer sind in der Lage, pulverförmige Komponentenzusammensetzungen mit einem Massenverhältnis von 1 zu 100 000 technisch ideal genau zu homogenisieren. Dabei können auch flüssige oder feuchte Stoffe beteiligt sein. Oder Komponenten mit unterschiedlichen Schüttdichten und Partikelgrößen. Präzisionsmischen ist in diesem Zusammenhang nur möglich, wenn der Containermischer über ein dynamisch bewegtes, raumkontrollierendes Mischwerkzeug verfügt.

Bild links: amixon® Containermischer Typ COM. Hier dient der Schüttgutcontainer als Mischbehälter. Das Mischwerkzeug wird von oben in das Mischgut eingeführt und der Container mit dem Deckel verschlossen. Das Mischwerkzeug führt die Mischarbeit im gasdicht verschlossenen Container durch. Danach schaltet der Antrieb in den Reversierbetrieb. Das Mischwerkzeug "schraubt" sich langsam aus dem Mischgut heraus. Das Mischgut im Container ist nun optimal durchmischt. Der Container wird entnommen.

 

 

 

Container-Mischanlage mit Standard-IBCs

 

Diese amixon® Container-Mischanlage funktioniert anders als oben beschrieben. Es handelt sich um Standard-Schüttgutcontainer mit relativ kleinen Einfüll- und Auslaufstutzen.

Die verwendeten Schüttgutcontainer können rund oder eckig sein und auch unterschiedliche Größen haben. Die Container können die gesamte Mischgutcharge in den Mischer einbringen. Es können aber auch mehrere Container an der Befüllung des Mischers beteiligt sein.

Der amixon®-Mischer fährt abwärts. Der Schüttgutcontainer wird aufgesetzt und staubdicht angedockt. Die Verschlussklappe des Containers öffnet sich. Optional unterstützt ein Rüttler die Entleerung des Containers. Optional ist die Andockstation mit einer Waage ausgestattet. Nach der Befüllung fährt der Mischer während des Mischvorgangs nach oben. Zur Aufnahme des fertigen Produktes kann der zuvor verwendete Container verwendet werden.

 

Diese amixon® Containermischanlage wird mehrmals täglich nass gereinigt. Die Trocknung erfolgt ebenso schnell. Die API-Wirkstoffe werden in Trägermassen eingemischt.

 

Erläuterungen zum Thema Freifallmischer

 

Freifallmischen findet statt, wenn ein Pulvergemisch wiederholt von einem Behälter in einen anderen umgefüllt wird. Die Fließbewegung der Pulver kann auch innerhalb desselben Behälters stattfinden. Das industrielle "Freifallmischen" erfolgt automatisch, wenn ein geeigneter Behälter mit Pulver gefüllt und um eine horizontale Achse gedreht wird. Mit Freifallmischern können hohe Mischqualitäten erreicht werden. Allerdings müssen viele Voraussetzungen erfüllt sein:

  • die kleinste Komponente sollte nicht weniger als 5% der Gesamtmasse ausmachen
  • alle Komponenten müssen trocken sein
  • alle Komponenten müssen frei fließen
  • alle Komponenten müssen ähnliche Fließeigenschaften haben
  • alle Komponenten müssen ähnliche Korngrößen haben
  • alle Komponenten müssen eine ähnliche Schüttdichte haben
  • es muss sichergestellt sein, dass alle Partikel vereinzelt (desagglomeriert) vorliegen
  • es muss sichergestellt sein, dass sich beim Freifallmischen keine Klumpen bilden/ oder Agglomerate aufrollen
  • Freifallmischer können nur dann gut mischen, wenn der Füllgrad genau abgestimmt ist

Wenn die vorbenannten Faktoren erfüllt sind, kann ein Freifallmischer getestet werden und bei Gutbefund validiert werden. 

  • Freifallmischer haben den Vorteil, dass sie meistens sehr schonend mischen
  • fragile Partikel bleiben beim Mischen erhalten
  • Freifallmischer werden oft als Chargenmischer eingesetzt. Häufig als "Faß-Freifallmischer" oder als "Container-Freifallmischer"
  • es gibt auch industrielle Anwendungen, bei denen Freifallmischer als kontinuierliche Rohrmischsysteme eingesetzt werden. Sie werden z.B. bei Hochtemperaturprozessen eingesetzt. Die Schüttgüter werden während des Mischens direkt mit einer Gasflamme erhitzt, z.B. beim Kalzinieren oder bei der chemischen Reduktion.

Wenn die oben genannten Bedingungen nicht erfüllt sind, kann das Gegenteil vom Mischen eintreten. Zuvor vermischte Komponenten können sich trennen und entmischen.

Bei der Aufbereitung von abrasiven Mischgütern spielt die Verschleißminderung eine wichtige Rolle. Freifallmischer arbeiten mit vergleichsweise geringen Umfangsgeschwindigkeiten und haben daher spezifische Vorteile gegenüber Zwangsmischern. Dies gilt z.B. für die Aufbereitung von Schwermetallgruss, Hochofenschlacke, Metallpulver, Sintermetallen, keramischen Massen, in der Steine-Erden-Industrie, ....

Freifallmischer gehören nicht zum amixon® Produktionsprogramm.

    Der amixon® Containermischer Typ COM ist gut geeignet für staubfreie Mischgüter

     

    In beiden Fällen handelt es sich um die gleichen Mischprozesse, die in konischen Behältern ablaufen. Dennoch unterscheiden sich die beiden amixon® Containermischanlagen. Der Containermischer COM wird empfohlen, wenn das zu verarbeitende Material nicht staubt und nicht riecht.

    Frage eines Kunden: Inwiefern ist ein klassischer Containermischer COM weniger gut geeignet für staubende Mischgüter?

    Antwort von amixon®: Beim Typ COM dient der Schüttgutcontainer zusätzlich als Mischraum.  Das spiralförmige Mischwerkzeug muss von oben in den Behälter eintauchen. Dies ist nur möglich, wenn der gesamte Querschnitt geöffnet ist. Insofern ist ein großer Deckel erforderlich.

    Bei staubenden Mischgütern ist eine gewisse Staubemission unvermeidlich, wenn das Mischwerkzeug in das Mischgut eintaucht und nach dem Mischvorgang wieder ausfährt. Aufgrund der großen offenen Fläche dieses Containertyps ist es schwierig, den Staub vollständig abzusaugen.

    Ein amixon® Container-Mischer Typ COM sollte nur dann in Betracht gezogen werden, wenn sowohl die Rohstoffe als auch die fertigen Mischungen unbedenklich sind. Darunter verstehen wir Pulver oder Granulate mit folgenden Eigenschaften:

    • staubfrei
    • nicht toxisch
    • nicht ätzend
    • nicht gefährdend
    • neutral riechend
    amixon® Containermischer Baugröße COM 1000 in einer Nährmittelfabrik

    amixon® Containermischer Baugröße COM 1000 in einer Nährmittelfabrik

    In dieser Anlage werden mehrere Standard-Schüttgutcontainer staubfrei entleert.

    Schüttgutcontainer und Andockstationen von AZO.

    Es gibt viele verschiedene Bauarten von Schüttgut-Containern.

     

    Ein Standardcontainer kann rund oder viereckig aussehen. Er ist dadurch gekennzeichnet, dass er oben einen Einfüllstutzen und unten einen Auslaufstutzen hat. Beide Stutzen haben in der Regel die gleichen Abmessungen. Der untere Stutzen enthält eine Absperrarmatur. Diese kann als Schieberverschluss oder als Drehklappe ausgebildet sein. Der obere Stutzen kann optional ebenfalls mit einer Verschlussarmatur ausgestattet sein. Aus Gründen der einfachen Reinigung wird meistens nur ein Deckel aufgelegt. Je nach Art des Schüttguts und der Containergröße variieren die Stutzenabmessungen von DN 200 bis DN 350.

    Anders sieht es aus, wenn der Behälter Teil eines amixon® Containermischers Typ COM ist. Hier muss die untere Verschlussarmatur eine rotationssymmetrische oder flache Form aufweisen. Um eine hohe Mischgüte zu erreichen, muss das Mischwerkzeug die gesamte Oberfläche des Behälters überstreichen. Dies gilt auch für die Absperrarmatur.

    Passend zu den Containern werden Andockstationen benötigt. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, Schüttgutcontainer staubfrei bzw. staubarm zu befüllen und zu entleeren. Links eine Aufnahmevorrichtung für die 4 Containerfüße. In der Mitte befindet sich eine Andrückmanschette für den Stutzen. 

    • Andockstationen können optional auch als Waage fungieren. 
    • Sie können auch mit einem Vibrator ausgerüstet werden. Damit kann das Entleerungsverhalten des Containers verbessert werden.

    Weiterentwickelte Containment-Andockstationen können sogar völlig staubfrei arbeiten und Reinraumbedingungen erfüllen.

    Schüttgut-Container für staubende, gesundheitsgefährdende Schüttgüter

     

    Sind Ihre Güter staubend oder gefährlich, empfehlen wir den Einsatz von geschlossenen Standard-Schüttgutcontainern. Solche Standardcontainer (IBC = Intermediate Bulk Container) werden in großen Stückzahlen produziert. Sie sind leichter und wesentlich kostengünstiger als Schüttgutcontainer, die als Mischraum für dynamische Mischwerkzeuge dienen.

    Zylindrische Schüttgutbehälter haben in der Regel ein besseres Entleerverhalten als Behälter mit quadratischem Querschnitt. Andererseits bieten quadratische Behälter eine bessere Raumausnutzung.

    Vier amixon® Konusmischer entleeren staubfrei in Standard-Schüttgutcontainer

    Vier amixon® Konusmischer entleeren staubfrei in Standard-Schüttgutcontainer von AZO.

    "Stand-Alone-Mischanlage" für neu gegründete Abteilungen oder Betriebe

    "Stand-Alone-Mischanlage" für neu gegründete Abteilungen oder Betriebe: Ein Standardcontainer (a) wird mit einem Handhubwagen (b) an eine Wirbelstromsiebmaschine (c) angedockt. Das Verbindungsrohr zum amixon® Konusmischer hat eine Revisionstür (d). Weitere Revisionstüren befinden sich am Mischraum (e) und am Auslaufstutzen (f). Der gleiche Schüttgutcontainer kann das Mischgut aus dem Mischer aufnehmen.

    Was zu beachten ist, wenn die Absicht besteht, einen Container-Mischbetrieb zu errichten

     

    Industrielle Pulvermischbetriebe haben in der Regel eine größere Auswahl an Rohstoffen, aus denen die unterschiedlichsten Mischungen hergestellt werden müssen. Insofern kann man die Rohstoffe einteilen in
    a) kompliziert; schwierig, b) mäßig schwierig oder c) einfach.

    Eine ähnliche Klassifizierung sollte für die Endprodukte vorgenommen werden. Dann klassifiziert man die Größe und die Wertschöpfung der Mischaufträge. Eine weitere Überlegung betrifft die zukünftige strategische Ausrichtung bzw. Marktentwicklung.

    Aus den obigen Überlegungen ergeben sich repräsentative Rezepturen. Mit diesen sollen Mischversuche bei Herstellern durchgeführt werden, die Containermischer anbieten.

    Als nächster Schritt ist die Bauart und Größe des Großcontainers (IBC) zu evaluieren: Die Einzelkomponenten und auch die gemischten Produkte müssen sicher, restlos und entmischungsfrei ausfließen. Daran sind folgende Überlegungen gekoppelt:

    • Containerform rund oder eckig, stapelbar?
    • Nettovolumen versus Bruttovolumen: Welches Bruttovolumen muss der Container unter Berücksichtigung des Böschungswinkels des Mischguts aufweisen?
    • Konusneigung steil genug um sicherzustellen, dass der Pulveraustrag entmischungsfrei ist?
    • Art der Verschlussarmatur?
    • Austragsarmatur ggf. automatisch zu bedienen?
    • Durchmesser ausreichend für sicheren Pulveraustrag?
    • Verschlussarmatur auch dann dauerhaft staubdicht auch wenn der Container transportiert wird?
    • Verschlussarmatur ggf. für dosierenden Pulveraustrag geeignet?
    • Möglicherwiese ist der Container zum Zweck des Pulveraustrags mit einer Vibrationsvorrichtung gekoppelt
    • Befüllstutzen des Schüttgutcontainers per Armatur oder per Deckel verschlossen
    • Manchmal haben Schüttgutcontainer einen Filterstutzen für die Be- und Entlüftung => Beschaffenheit des Filters?
    • Stabilität; Rammschutz?
    • Oberflächengüte?
    • Nass oder trocken reinigbar?
    • Ggf. geeignet für eine „Washing-in-Place“ (wip) Reinigungsstation?
    • …. weitere Details?

     

    Versuche im amixon-Technikum sind immer ein Know-how-Gewinn

     

    Zur Beurteilung der vorstehenden Fragen kann auf praktische Entleerungsversuche mit verschiedenen Standard-Schüttgutcontainern nicht verzichtet werden. Nur so können Sie herausfinden, ob und wie Ihre Pulver aus dem Container fließen.

    Das amixon®-Team berät Sie gerne und führt die Versuche für Sie durch. Jeder Versuchsabschnitt wird mit einem Ergebnisprotokoll dokumentiert.

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