Pulver fördern und dosieren: eine Herausforderung für die Anlagenplanung

Effizientes Vakuum

von Thomas Eules

Das Umfüllen von Pulvern von Großgebinden in Kleingebinde ist eine häufige Aufgabenstellung in der Industrie; egal, ob es sich um chemische Reagenzien, Füllstoffe oder Nahrungsmittel handelt. Eine zentrale Aufgabe dabei ist das Dosieren.

Abb.1 Trocknerentleerung und Abfüllung in Fässer mittels aktiver Pulverförderung PTS/Dosivalve

Vielfach werden die Pulver mittels Schwerkraft aus verschiedenen Grossgebinden entleert. Dabei werden Anlagenplaner allzu häufig mit den folgenden Problemen konfrontiert:

// Hoher Platzbedarf in Bezug auf die Bauhöhe (Falllinie)

// Verstopfungen im Fallrohr bei schwer fliessenden Produkten

// Erfüllen der Sicherheitsvorschriften und Erreichen eines hohen
Containments

// Druckschwankungen beeinträchtigen die Wägegenauigkeit

// Hoher Reinigungsaufwand, Kontaminationsgefahr beim Produktwechsel

Dichtstromförderung: Platzsparend, sicher und leistungsfähig

Die pneumatische Förderung kann die ­genannten Probleme der Schwerkraftentleerung lösen. Beim Fördern von feinen, klebrigen oder feuchten Pulvern jedoch entstehen trotzdem häufig Probleme durch Filterverstopfung sowie bei der Entleerung des Luft-/Pulver Abscheiders.

Bei der Dichtstromförderung hingegen werden Vakuumsysteme verwendet, die Drücke von deutlich unter < 100mbar absolut erreichen. Dadurch können auch Pfropfen, die über eine längere Strecke den gesamten Querschnitt der Förderleitung verschließen, gefördert werden.

Die Dichtstromförderung hat auch noch einen entscheidenden Vorteil: Hier ist das Verhältnis der Produktmenge zur Luftmenge (die sog. „Beladung“), groß, d.h., dass es zu weniger Reibung kommt und so elektrostatische Aufladungen im Produkt gering gehalten werden – ein wichtiger Sicherheitsaspekt.

PTS Powder Transfer System mit einer flachen Membrane

Das patentierte PTS System (Abb.2) wurde so entwickelt, dass auch kritische Produkte gefördert werden können. Das System ­besteht aus einer geraden zylindrischen Kammer. Im oberen Teil dieser Kammer befindet sich ein flacher Filter, bestehend aus einer Oberflächen-Filtriermembrane (Durchlassgrad 1 Mikron), die leicht abzureinigen ist, da das Pulver nicht in den Filter eindringt, sondern an der Oberfläche abgeschieden wird. Die kleine Filterfläche und der daraus resultierende, hohe Druckverlust am Filter führen dazu, dass die Gasgeschwindigkeit niedrig gehalten wird und sich somit die gewünschte Dichtstrom­förderung sozusagen automatisch einstellt.

Die PTS-Technologie arbeitet abwechslungsweise mit Vakuum und Druck. Durch das hohe Vakuum (< 100mbar) kann Pulver direkt aus einem Behältnis (Sack, Fass, Big-Bag, Silo, Prozessapparat etc.) in die ­Kammer angesaugt werden (Abb.3). Das System hat ausreichend Kraft (Vakuum), um das Produkt als Pfropfen durch die ­Förderleitung in den Abscheider zu ziehen. Die Kammer wird dann mittels Druck (0,5–1,0 bar) entleert und gleichzeitig wird auch der Filter effizient aufgrund der ­kleinen Filterfläche ­gereinigt (Abb.4). Unmittelbar beim Eindringen in die Kammer wird das Produkt vom Fördergas getrennt (Abb.5). Damit wird der Filter vor einem direkten Auftreffen der Partikel geschützt und eine gründliche Trennung ist so gewährleistet.

Förder- und Dosiersystem kombinieren

Das Dosierorgan ist ein wichtiges Element einer jeder Umfüllanlage. Die Dosiergenauigkeit und die Reinigbarkeit spielen dabei wichtige Rollen. Bei der aktiven Pulverförderung werden die Pulver häufig in einen Pufferbehälter gefördert und aus diesem wird dann anschließend dosiert.

Eine innovative Lösung bietet DEC an als Kombination von PTS-Fördersystem und Dosiersystem DosiValve. In diesem System agiert der Körper des Systems gleichzeitig auch als Pufferbehälter.

Der pneumatisch angetriebene Kolben öffnet und schließt den Pulverdurchlass gemäß der gewünschten Parametrierung. Durch Variieren dieser Einstellungen werden Geschwindigkeit, Gewicht und Präzi­sion gesteuert. Das Fehlen von rotierenden Teilen ermöglicht eine einfache Reinigung und Sterilisation (CIP/SIP).