Umgang mit Änderungen der Schüttdichte in der Materialhandhabung (Über das Datenblatt hinaus)

Die Dichte ist die Masse pro Volumeneinheit des festen Materials selbst, ohne Zwischenräume. Die Schüttdichte umfasst die Luft zwischen den Partikeln, ist daher immer geringer als die wahre Dichte und hängt davon ab, wie locker oder dicht das Pulver gepackt ist. Die wahre Dichte eines Materials bleibt konstant. Seine Schüttdichte hingegen nicht.

Durch den Transport wird ein Pulver belüftet, indem Luft in die Zwischenräume zwischen den Partikeln eingemischt und dessen Dichte verringert wird. Sobald der Transport zum Stillstand kommt, werden die Luft durch Schwerkraft, Vibrationen und im Laufe der Zeit wieder herausgedrückt. Das Material setzt sich ab und verdichtet sich, wodurch sich seine Dichte erhöht.

Die Luftfeuchtigkeit stellt eine weitere Variable dar. Feuchtigkeit erhöht den Zusammenhalt zwischen den Partikeln, was sich darauf auswirkt, wie sie sich anordnen und wie schnell sie sich absetzen. Die Lagerdauer verstärkt all diese Effekte noch, da ein Pulver, das in einem Big Bag oder IBC, das schon seit Tagen im Lager liegt, verhält sich anders als dasselbe Pulver, das gerade frisch vom Förderband kommt.

Die Schüttdichte ist der niedrigste Wert, der unmittelbar nach dem Transport gemessen wird, solange noch Luft im Material eingeschlossen ist. Die gepresste Dichte ist der höchste Wert, der gemessen wird, sobald sich das Pulver unter seinem Eigengewicht oder durch externe Vibration gesetzt oder verdichtet hat. Die Arbeitsdichte liegt zwischen diesen beiden Werten. Sie ist der praxisnahe Wert, der schwankt, während das Material einen Prozess durchläuft. Damit muss Ihre Anlage zurechtkommen.

Belüftetes Material liegt in der Regel 20 bis 40% unter seiner statischen Dichte laut Datenblatt. Nach dem Absetzen oder Verdichten kann dasselbe Material 15 bis 30% darüber liegen. In der Praxis weicht die Betriebsdichte um etwa ±25% vom Wert im Datenblatt ab, weshalb die Dimensionierung von Anlagen anhand eines einzigen statischen Werts eine häufige Ursache für Leistungsmängel ist.

Die Aufnahmetrichter sind für den belüfteten Zustand auszulegen, da das Material in diesem Zustand das größte Volumen einnimmt. Die Austragsvorrichtungen sind für den verdichteten Zustand auszulegen, da das Material in diesem Zustand das größte Gewicht pro Volumeneinheit aufweist. Verwendung Gewichtsbasierte Füllstandsregelung anstelle von volumenbasierten Sensoren, sodass das System auf die tatsächliche Masse reagiert und nicht auf einen Füllstand, der sich je nach Dichte verändert.

Volumendosierer fördern pro Zyklus ein konstantes Volumen; ändert sich also die Dichte, ändert sich auch die geförderte Masse entsprechend. Daher sind sie für Anwendungen, bei denen es auf Genauigkeit ankommt, ungeeignet. Gravimetrische Dosierung Es misst und regelt das tatsächliche Gewicht, sodass es unabhängig davon, wie porös oder wie gut sich das Material gesetzt hat, zuverlässige Ergebnisse liefert. Für kritische Prozesse oder hochwertige Materialien ist die gravimetrische Dosierung die sicherere Wahl.

Die Sedimentationszeit hängt von der Partikelgröße ab. Feine Pulver unter 100 Mikrometer benötigen am längsten, in der Regel 15–45 Minuten. Mittlere Pulver setzen sich innerhalb von 5 bis 20 Minuten ab. Granulate über 500 Mikrometer setzen sich am schnellsten ab, meist innerhalb von 2 bis 10 Minuten. Diese Werte sind für alle nachgelagerten Prozesse von Bedeutung, die auf eine stabile, abgesetzte Dichte angewiesen sind, wie beispielsweise das Chargenwiegen oder die Verpackung.

Bei einer ordnungsgemäßen Prüfung wird die Dichte an vier Punkten gemessen: im Ausgangszustand (bei Lieferung), unmittelbar nach dem Fördern, nach dem Absetzen und unter Druck. Der Prüfprozess von Floveyor ermittelt die Abweichung zwischen diesen Werten für ein bestimmtes Material und nutzt diese Daten anschließend, um Empfehlungen zur Dimensionierung des Behältervolumens, zur Wahl des Dosierers und zur erforderlichen Absetzzeit vor dem nächsten Prozessschritt abzugeben.