Homogenisierung von Schüttgütern mit porösen SIPERM®-Fluidisierungsböden

Funktionale Beschreibung

Die Homogenisierung von Schüttgütern beschreibt ein Verfahren, bei dem Materialien durch intensive Fluidisierung vollständig durchmischt werden. Ziel ist es, innerhalb eines Silos oder Behälters eine gleichmäßige Verteilung aller Bestandteile zu erreichen und Entmischungseffekte zu vermeiden.

Im Vergleich zur klassischen Fluidisierung oder Austragsunterstützung handelt es sich bei der Homogenisierung um eine deutlich intensivere Beaufschlagung mit Gas, bei der das gesamte Schüttgutvolumen in Bewegung versetzt wird. Poröse SIPERM®-Fluidisierungsböden ermöglichen dabei eine gleichmäßige, flächige Gaseinleitung über den gesamten Bodenbereich.

Wirkprinzip der Homogenisierung

Homogenisierböden bestehen aus vollständig mit porösen Platten ausgelegten Siloböden. Bei Inbetriebnahme wird das Gas so zugeführt, dass sich eine stabile Wirbelschicht ausbildet. In diesem Zustand wird das Schüttgut weitgehend aufgelockert, sodass einzelne Partikel ihre Position verändern und sich über größere Distanzen neu verteilen können.

Die intensive Durchmischung entsteht dadurch, dass Reibungskräfte und statische Verdichtungen überwunden werden. Das Schüttgut geht in einen fluidisierten Zustand über, in dem sich auch zuvor inhomogene Materialverteilungen angleichen.

Typische Einsatzbereiche

Homogenisierböden werden eingesetzt zur gleichmäßigen Durchmischung:

• von Pulvern mit vergleichbaren Partikelgrößen und Dichten

• von Pulvern aus unterschiedlichen Produktionschargen

• bei Anwendungen mit hohen Anforderungen an konstante Produktqualität

Durch die vollständige Homogenisierung lassen sich auch inhomogene Ausgangsprodukte zu reproduzierbaren, gleichförmigen Endprodukten verarbeiten.

Anwendungsgrenzen und Betriebsparameter

Die Homogenisierung erfordert eine präzise gesteuerte Gaszufuhr in Bezug auf Druck, Temperatur und Durchsatz. Bei vollständig ausgelegten Siloböden mit SIPERM®-Platten liegen typische Luftdurchsatzraten im Bereich von 100–300 m³/(m²·h). Bei Teilflächenanwendungen, beispielsweise mit Belüftungskissen, können deutlich höhere Durchsätze erforderlich sein.

Für einen stabilen Betrieb sind folgende Voraussetzungen wesentlich:

• möglichst gleichmäßige Partikelgrößenverteilung (idealerweise < 200 µm)

• ähnliche Schüttdichten der zu mischenden Komponenten

• trockene, saubere Zuluft (z. B. mit Vorfiltration)

• Betriebsmedium frei von Fetten und Ölen

• steuerbare Gaszufuhr, bei großen Silos auch sektorenweise

Vorteile der Homogenisierung

• gleichmäßige Produktqualität durch vollständige Durchmischung

• wirksame Vermeidung von Entmischung

• Integration in bestehende Anlagen möglich

• kein zusätzlicher mechanischer Mischaufwand

• geeignet für große Silovolumina durch segmentierte Ansteuerung

Typische Anwendungen

• Homogenisierung von Kunststoffpulvern aus unterschiedlichen Produktionschargen

• Mischen von Vormischungen oder Additiven mit Basispulvern

• Herstellung gleichförmiger Chargen für nachgeschaltete Prozesse wie Extrusion, Tablettierung oder thermische Behandlung

• Unterstützung zur Entmischungsvermeidung in Logistik- und Lagerprozessen

Typische Bauformen und Ausführungen

Poröse SIPERM®-Bauteile für die Homogenisierung werden überwiegend als Fluidisierungsböden ausgeführt. Diese bestehen aus vollständig oder segmentiert ausgelegten porösen Platten, die den Siloboden flächig abdecken.

Typische Ausführungen sind:

• vollflächige Homogenisierböden zur intensiven Durchmischung des gesamten Siloinhalts

• segmentierte Böden mit sektorweiser Gaszufuhr zur gezielten Steuerung der Homogenisierung

• poröse Plattenelemente zur Integration in bestehende Silos

• kundenspezifische Konstruktionen angepasst an Silogeometrie und Prozessanforderungen

Durch segmentierte Ansteuerung lassen sich auch große Silodurchmesser homogenisieren.