Mischen & Agglomerieren
Bruchempfindlicher Schüttgüter

zum Hochschulkursus „Pulverförmige Formulierungen“
am 26. - 28.02.2003 in Karlsruhe
von Herrn Dipl.-Ing. Horst Telschig

PRINZIP DES FREIFALLMISCHSYSTEMS

• Chargenweise – Produktion und
• Kontinuierliche – Produktion möglich.

Was ist ein Freifallmischprozess und wie funktioniert er?

• Behälter unterschiedlicher geometrischer Form und Dimension rotieren langsam und gleichförmig um eine horizontale Achse. Das Nutzvolumen beträgt max. 45% des Gesamtvolumens eines Mischbehälters.
• Durch die Drehbewegung der Mischapparatur und eingebaute Mitnehmerschaufeln wird der Feststoff nach oben getragen. Ab einem bestimmten Drehwinkel fällt der Feststoff durch Schwerkraft nach unten und erzeugte einen Staubvorhang.
• Im Inneren des Mischbehälters entsteht ein Feststoffvorhang, in welchen Flüssigkeiten über Einstoff- bzw. Mehrstoffdüsen eingesprüht werden können.
• Keine zwangsläufigen Mischbewegungen durch mechanisch bewegte Werkzeuge, dadurch sanfte Bewegungen der Feststoffteilchen.
• Freifallmischer können als Chargen- oder Kontisystem konzipiert sein.

Welche Anforderungen werden an Freifallmischprozesse zur Mischung und Agglomeration bruchempfindlicher Schüttgüter gestellt?

• Keine Negativbeeinflussung von Schüttgewichten
• Vermeidung von Abrieb und Staubbildung
• Schonende Produktbehandlung bereits bei Zuführung der einzelnen Komponenten/ Rohstoffe, der Durchführung des eigentlichen Misch- und Agglomerationsprozesses und der Entleerung der Apparatur.
• Schaffung optimaler Prozessverhältnisse und flexible Anpassung an spezifische Anforderungen im Hinblick auf wechselnde Einsatzparameter und gewünschte Mischproduktbeschaffenheit.
• Chargenweise oder kontinuierlicher Mischprozess in Abhängigkeit der Aufgabenstellung.
• Reproduzierbarer Betrieb mit konstanter Produktqualität
• Vermeidung der Nachbehandlung der Mischungen durch z.B. Klassierung, Zerkleinerung, Trocknung, Kühlung etc. durch Optimierung der Prozessparameter
• Durchführung verschiedener Funktionsaufgaben in nur einer Apparatur nach Vorgaben
• Integration von Feststoff und Flüssigkeit in einem komplexen homogenen Gesamtsystem
• Einsprühung auch hochviskoser Medien möglich

Schema – Chargen Produktionsprozess

Schema – Kontinuierlicher Produktionsprozess

Folgende Grundfunktionen sind möglich:

• Mischen unterschiedlicher Feststoff-Komponenten (fest - fest)
• Homogenisieren gleichartiger Feststoffe aus z. B. einer vorgeschalteten Chargenproduktion (fest - fest)
• Befeuchten (fest - flüssig)
• Staubbindung (fest – flüssig)
• Coaten (fest – flüssig)
• Agglomerieren (fest – flüssig)
• Einfärben (fest – fest oder fest – flüssig)
• Beschichten (fest – flüssig)
• Neutralisieren (fest – flüssig)
• Hydratisieren (fest – flüssig)
• Kombination einzelner Funktionsaufgaben innerhalb eines Prozessablaufs nach individuellen Vorgaben.

Besondere Vorteile:

• Einsatz für bruchempfindliche, sensitive und abriebsgefährdete Feststoffe
• Homogene Endmischung
• Homogene Flüssigkeitsverteilung durch gleichmäßig dosierte Zuführung und Benetzung
• Gute Fließ- und Rieselfähigkeit des Sprühmischprodukts
• Staubfreies Endprodukt
• Umweltfreundlicher Produktionsablauf, keine unkontrollierten Emissionen
• Gute Produktlöslichkeit bzw. Instanteigenschaften
• Vergleichsweise geringer Energiebedarf de Mischvorgangs
• Reproduzierbarkeit vom Labormaßstab auf Produktionsanlagen
• Reduzierung der Schüttgewichte durch Agglomeration bis 25 %
• Herstellung leichter bis schwerer Endprodukte
• Keine Verschleißteile und damit wartungsarmer störungsfreier Betrieb

Auswahlparameter

Zeit- und Funktionsablauf einer Produktionscharge Sprühmischen

Beispiel – Chargen- Produktionsanlage

Einsatzbeispiele

• Einfärbung von Bentonit
• Besprühung von Stärke
• Einfärbung von Chemiegranulaten
• Neutralisation von Natriumkarbonat mit Säuren
• Herstellung von Reinigungsmitteln
• Herstellung von Backmischungen durch Einsprühung von Fetten
• Mischung und Homogenisierung von Tee
• Besprühung von Talkum mit Parfüm
• Hydratisierung von z.B. NTPP
• Besprühung von Trägersubstanzen mit hochviskosem Silikon
• Aufsprühung von Aromastoffen auf Trägersubstanzen
• Staubbindung bei Düngemitteln
• Einsprühen von Ölen auf Farbstoffe zur Herstellung von Straßenmarkierungsfarben
• Herstellung von Waschmitteln

Praktisches Umsetzungsmodell
(von der Idee zur Produktion)

1. Klärung der konkreten Aufgabenstellung
2. Bewertung der Feststoffkomponenten, Flüssigkomponenten und Endproduktmuster
3. Durchführung eines Grundsatzversuch im Labormaßstab (Chargenmischer).
4. Analyse des Grundsatzversuchs und Bewertung
5. Eventuell 2. Versuch in kontinuierlicher Pilotanlage
6. Projektierung und Angebot der konkreten Problemlösung
7. Auftragserteilung, Lieferung, Montage, Inbetriebnahme
8. Produktion der gelieferten Anlage
   

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