Für Andy!

Um Chemische und Physikalische Reaktionen zur vollen Ausbeute zu bringen muss die Oberfläche verändert werden. Das kann man durch zerteilen, zusammenfügen, und vereinigen erreichen.

Physikalische Grundlagen beim zerkleinern sind Druck, Schlag, Prall, Reibung, Scherung und Schnitt. Beim Bruchvorgang zerfällt das Material in Fein- und Grobgut Kegel.

Brecher:

Die meisten Brecher arbeiten vorwiegend mit Schlag oder Prall und zerkleinern bis zu einer Korngröße von 5 mm.

Backenbrecher:

Das zu zerkleinernde Material wird in den Brecher gegeben. Die Bewegliche Backe drückt das Material gegen die Feststehende und das Feingut fällt unten raus. Durch das Verstellen der Backenfrequenz kann die durchlauf Menge verändert werden.

Kegelbrecher:

Ähnliche Funktion wie bei dem Backenbrecher, durch die Taumelbewegung(die Antriebswelle ist auf den Exzenter versetz) des Brechkegels ändert sich die Öffnung und zerdrückt das Material.

Walzenbrecher:

Beim Walzenbrecher gibt es zwei gegenläufige Walzen, wobei eine Walze verschiebbar ist. Die Walzen sind meist mit Zähnen besetzt um eine besser Zerkleinerung zu erreichen. Wenn das Material zugegeben wird, wird es von den Zähen mitgenommen und durch Druck und Reibung zerkleinert, bei hoher Drehzahl durch Schlag.

Hammerbrecher:

Der Hammerbrecher besitzt einen Rotor der mit gelenkigen Hämmern besetzt ist. Durch die schnelle Rotationsbewegung wird das Material gegen die Prallplatten geschleudert. Die kleineren Stücke werden nun an der Mahlbahn von den gelenkigen Hämmern weiter zerkleinert.

Mühlen:

Um eine noch feinere Korngröße zu erreichen werden Mühlen meist Brechern nachgeschaltet.

Kollergang:

Der Kollergang besteht aus 2 Laufsteinen die horizontal stehen und sich seitwärts drehen. Das Material wird in der Mitte hinzugegeben und die Laufsteine drehen sich auf dem Mahlteller, um das Material zu zerkleinern. Es laufen ebenso Schaber mit die das Material immer wieder in die Mitte schieben um eine besser Zerkleinerung zu gewährleisten.

Wälzmühlen:

Ähnliches Prinzip wie der Kollergang nur das der Mahlteller sich unter den Walzkörpern bewegt und nicht anderes herum. Von unten wird Sichtluft(Druckluft) reingedrück, und das Feingut wird in einen Sichter geblasen.

Stiftmühle:

Sie hat eine Rotierende Scheibe und eine feststehendes Sieb, vor dem Schlagstifte angebracht sind. Das Material wird durch die Zentrifugalkraft gegen die Stifte geschleudert und zerbricht dabei. Das Feingut fällt nach unten aus dem Feingutausgang, das Grobgut wird weiter zerkleinert.

Kugelmühle:

Sie ist die am häufigsten verwendetet Mühle. Das Material wird in die Mahlaufgabe geschüttet und mit Sichtluft weiter getragen. Die Mahlkammern sind bis zu 30% mit Verschleißfesten Mahlkörpern gefüllt. In jeder Kammer(falls mehrere Vorhanden) haben sie verscheidende Größen. Durch das kontinuierliche drehen der Mahlkammern fallen die Körper und das Material auf einander und das Material wird so zerkleinert. Zusätzlich wird durch die unten liegenden Kugeln Material zerkleinert.

Zwischen den Kammern befinden sich Geschlitzte Trennwände wo nur das zerkleinerte Material durchpasst. Die Sichtluft befördert das Material bis zum Feingutausgang und die Luft wird über einen Zyklon zum Sichtluftausgang befördert.

Strahlenmühle:

Bei der Strahlenmühle wird mit Druckluft das Material schräg in einen zylindrischen Mahlraum geblasen. Dort trifft es auf einen rotierenden Materialstrom der von Druckluftdüsen an den Seiten hervorgerufen wird. Durch Aufprall an der Wand oder im Strom wird das Material zerkleinert.

Das Feingut wird nach oben gefördert und über einen Zyklon abgeleitet.

Schneid und Scherenmühle:

Das Material fällt in die Mühle wo sich ein Rotierendes Messer befindet, unter dem ein Sieb angebracht ist.

An der Wandung befinden sich fest stehende Messer. Das Schüttgut wird durch die Messer zerkleinert und das feine Material fällt über das Sieb zum Feingutaustrag.

Granulatoren (Stranggranulator):

Ein Beispiel für die Maschine ist die Zerkleinerung von Kunststoffsträngen. Diese werden über Führungswalzen zur Schneidekante gedrückt. Das Gestänge wird durch die Schneidwalze zu Granulat geschnitten.

Flüssigkeitszerteilung:

Durch Strahlen, Lamellen, Tropfen oder Tröpfchennebel wird die Oberfläche stark vergrößert.

Dadurch können Reaktionen und Zustandsänderungen schneller ablaufen.

Berieselung:

Bei dieser Methode wird das Material mit Hilfe des Hydrostatischendruckes und der Schwerkraft durch ein Lochblech oder feine Düsen gedrückt. Dadurch wird die Oberfläche stark vergrößert um bessere Reaktionsmöglichkeiten zu schaffen.

Zerstäuben:

Das Zerstäuben geschieht durch Düsen:

Druckzerstäubungsdüsen:

Mit 2-30 Bar wird die Flüssigkeit in die Düse gedrückt. Beim Austritt entspannt die Flüssigkeit sofort und zerstäubt zu einem Vollkegel. Umso höher der Druck umso feiner die Tröpfchen.

Zentrifugaldüse:

Gleiche Funktion wie bei der Druckzerstäubungsdüse nur dass die Flüssigkeit in der Düse einen Drall bekommt.

Treibgasdüse:

Ein Treibgas trifft durch ein Ringspalt auf die Flüssigkeit und reißt sie mit. Durch die hochturbolente Treibgasströmung wird die Flüssigkeit zerstäubt.

Fliehkraftzerstäuber:

Die Zerstäuberscheibe rotiert sehr schnell. In der Scheibe sind kleine Schlitze wo die Flüssigkeit als Tröpfchennebel her raus kommt.

Agglomerieren:

Um Pulvriges Feingut besser zu handhaben, muss es zusammengefügt werden, da es staubt und somit die Gefahr einer Staubexplosion besteht. Des Weiteren

Aufbaugranulieren (Pelletieren):
Das Pulver rollt über eine Schräge runter und wird mit Bindemittel (Wasser oder etwas anderem) aus einer Tropfenbrause besprüht. Durch den Lawieneneffekt wird das Pulver zu immergrößeren Granulatkörnern. Nach dem trocken werden die Körner unter geringen Druckeinwirkungen leicht wieder lose.

Granuliertellermaschine:
Das Pulver wird auf den Granulierteller gegeben und mit Bindemittel besprüht. Durch die kontinuierliche Drehung und die Neigung des Tellers wird das Pulver zu Granulat und rollt zum Austrag. Auch hier wird der Lawieneneffekt genutzt.

Granuliertrommel:
Ähnliche Funktion wie bei der Granuliertellermaschine, nur dass hier das Prinzip in einer seitwärts laufenden Trommel angewandt wird. Leitbleche führen das Granulat zum Granulataustrag.

Wirbelschichtgranulierer:

Durch Druckluft wird das zu Granulierende Pulver in die Höhe geblasen und mit einem Bindemittel besprüht. In dem Konisch Zulaufenden Behälter

werden die Flüssigkeitsklumpen dann durch umschalten auf Warmluft getrocknet und anschließend weiterverarbeitet. Dieses ist ein Diskontinuierlicher Produktionsprozess.

Formpressen:
Beim Formpressen wird das Pulver mechanisch verdichtet.
Die speziellen formen nennt man Tablettieren oder Brilettiern.

Schülpen- Walzenpresse:
Eine in einem Trichter sitzende Förderschnecke drückt das Pulver zwischen 2 glatte Walzen. Das verdichtete Pulver läuft an einem Strang hinaus, die abreißenden Teile nennt man Stülpe.

Formwalzenpresse:
2 Walzen mit halbkreisförmigen Einkerbungen drücken das Pulver zu Briketts.

Granulat-Walzenpresse:
2 Formwalzen mit Zahnradeinkerbungen drücken das Pulver zu Granulat.

Ringmatrizenpresse:
2 Druckwalzen in einer Leitschaufel drücken das Material durch die Bohrungen, 2 Abstreifer schneiden die Strange zu Granulat.

Schneckenstrangpresse:
Eine Schnecke drückt das Pulver in eine Formdüse. Das Pulver wird so verdichtet und Gase und Flüssigkeiten werden durch Entweichlöcher im Gehäuse heraus gedrückt. Am ende kommt der Presskuchen heraus.

Stempelpresse (Hydraulisch):
Pulver wird in die Pressform gefüllt. Eine Öldruckpumpe erzeugt Druck im Druckölzylinder und da sich Flüssigkeiten nicht komprimieren lassen wird der Stempel im Zylinder nach unten gedrückt und komprimiert das Pulver, der daraus resultierende Filterkuchen kann weiterverarbeitet oder entsorgt werden.

Sintern:
Vorgepresstes Pulver wird 20-30% unter der Schmelztemperatur „gebackt“
Die Pulverteile werden so leicht aneinander geschmolzen so das kleine Feststoffbrücken entstehen.
So wird die Festigkeit um das vielfaches erhöht.

Mischen:

Mischen bedeutet das vermengen von 2 oder mehreren Stoffen, um ein chemisch nicht verbundenes Gemenge zu erhalten.

Ziel des Mischens ist eine gleiche Verteilung der Edukte. Die zwei Grundlegenden Gemischssorten sind die Homogenen und Heterogenenstoff Gemische. Bei einem Homogenen Stoffgemisch sind die Edukte komplett miteinander vermengt, bei dem Heterogenen Gemisch sind die einzelnen Partikel nicht verbunden. In der Chemischen Industrie mischt man zu Reaktionssteuerung, zum Herstellen von Ausgangsmischungen und zur Herstellung von fertigen Produkten.

Die Mischarten und Rührer werden je nach Beschaffenheit des Material ausgewählt (Aggergarzustand, Viskusität, Temperatur,….

Mechanisches Rühren:

In der Chemischen Industrie sind Rührbehälter die Grundlegenden Apperate zur Vermischung von zwei Materialien.

Von ihnen gibt es 2 Grundlegende Bauarten, zum einen die „normalen“ Rührbehälter und zum anderen der Hochdruckrührbehälter, welche sich durch eine stärkere Wandung, beständigere Verbindungen (Flansche, Mann- und Gucklöcher) auszeichnet.

Zum Antrieb eines Rührorgans wird meist ein Elektrischer Rührmotor eingesetzt, der Aufbau der Motoren ist in fast allen Fällen gleich, lediglich die Rührer unterscheiden sich je nach Materialbeschaffenheit.

Rührer werden für alle Mischvorgänge benötigt die nicht Pneumatisch ablaufen sollen/müssen. Diese Vorgänge sind unteranderem, Suspendieren, Emulgieren und zum Lösen von Festoffen in einem Lösemittel.

Lösen:

Beim Lösen wir ein Feststoff/Gas mit Hilfe eines Lösemittels unter Rühren gelöst, um die weitere Verarbeitung zu Gewährleisten.

Beim Lösen ist vor allem auf die Maximale Löslichkeit des zu lösenden Produktes in dem Lösemittel zu achten. Sobald die Löslichkeitsgrenze überschritten ist, fällt alles weitere Material aus, bzw. gasst aus.

Um noch mehr Material lösen zu können, muss die Temperatur erhöht werden. Anhand der „Sättigungs- Lösekurve“ kann man erkennen wie viel Material mehr bei einem Gewissen Anstieg gelöst werden kann.

Dispergieren, Emulgieren, Suspendieren und Homogeniseren:

Unter Dispergieren versteht man das feinst verteilen 2 nicht Mischbarer Stoffe.

Bei Flüssig- Flüssig Mischungen nennt man diesen Vorgang emulgieren und die Lösung Emulsion, bei Fest- Flüssig Mischungen nennt man diesen Vorgang suspendieren und die Lösung Suspension.

Für diesen Vorgang wir meistens ein Stator- Rotor- Dispergier benutzt.

Durch die Drehbewegungen des Mischkopfs, werden die Stoffe feinst verteilt. Um eine stabile Emulsion herstellen zu können muss ein Emulgator (Tenside) beigemischt werden, um eine Entmischung zu verhindern.

Bei Suspensionen muss die Teilchengrößer kleiner als 1 µm n um das entmischen zu verhindern.

Solche Mischungen nennt man auch Kolloide.

Pneumatisches Rühren:

Die Möglichkeit des Pneumatischen Rührens wird vor allem bei niedrig Viskosen also bei einer hohen Fluidität, angewandt.

Bei dieser Methode wird über eine Zuleitung durch einen Perlkopf ein Treibgas dem Fluid zugeführt welches es in Bewegung setzt.

Je nach Höhe des Drucks und der Beschaffenheit des Perlkopfes kann man verschiedene Mischergebnisse erzielen.

Das Treibgas wir an der höchsten stelle des Behälters, dem Kreislauf wieder zugeführt oder kann abgassen.

Strömungsmischen:

Beim Strömungsmischen wird das Medium durch einen Rohreinsatz mit der eigenen Geschwindigkeit gedrückt und durch die Lamellenstellung des Einsatzes gemischt. Durch die turbulente Strömung wird ein guter Mischungsgrad erzielt. Solche Rohre werden auch vor Wärmetauschern eingesetzt um durch die turbulente Strömung einen besseren Wärmeaustausch zu erzielen.

Die Nachteile sind vor allem ein höherer Druckverlust und bei Inhomogenen Stoffen besteht Verstopfungsgefahr.

Der Vorteil dieses Rohres ist vor allem die große Platzersparnis gegenüber einem Rührbehälter.

Strahlmischer:

Bei dem Strahlmischer wir ein Treibgas durch eine Düse gedrückt, die ähnlich wie bei der Wasserstrahlpumpe, durch Unterdruck das zu mischende Medium mitreißt. Dieses Gemisch wird durch einen Mischdifusor gedrückt und vermischt sich selbst durch die turbulente Strömung.

Kneten, Anteigen:

Unter dem Begriff Kneten versteht man das Verarbeiten von hoch Viskosen Medien, durch wiederholtes quetschen, zusammendrücken, abscheren und aufteilen. Unter Anteigen versteht man das Vermengen von meist Pulvrigen Materialien mit einer Flüssigkeit.

Mischer und Kneter:

Planetenmischer:

Hierbei rotieren 2 oder 3 Senkrecht angebrachte Wellen mit Querverstrebungen im Rührkessel, diese Drehen sich um die eigene Achse und in einer zentralen Strecke um die Motor Achse.

Schaufelkneter:

Beim Schaufelkneter existieren 2 oder mehr Knetschaufeln welche eine gebogene Form haben und mit unterschiedlichen Drehzahlen ineinander laufen. Durch die seltsam geformten Knetschaufeln, wird eine sehr gute Durchmischung erhalten.

Der Schaufelkneter ist einer der am häufigsten verwendeten Kneter und Anteiger.

Schneckenkneter:

Im Schneckenkenter läuft eine große Transportschnecke die das Material langsam Richtung Knetzone transportiert. In der Knetzone ist eine Paket Knetscheibe eingebaut, welche durch ihre axiale Bewegung das Material gut durchmischt. Nachdem die Knetzone verlassen wird, wird das Material durch eine Formdüse nach Außen gedrückt.

Es gibt auch zweispindlige Schneckenkneter welche zwei ineinander laufende Förderschnecken besitzen und schon dadurch ein gutes Mischergebnis erzielen. Auch bei dieser Bauform gibt es eine Knetzone, welche das Material zusätzlich vermengt.

Mischen von Feststoffschüttungen:

Bei dieser Mischform werden trockene Haufwerke miteinander Vermischt.

Gleich ist bei allen diesen Verfahren, dass ein Teil des zu mischenden Materials aus dem Haufwerk herausgenommen wird und mit einem anderen Teil wieder vermischt wird.

Dieser Vorgang wird oft wiederholt und sichert so eine gute Vermischung des Materials untereinander.

Trommelmischer:

Im Trommelmischer wird durch dies Eigenbewegung der Trommel das Material mit Hilfe von im Mischer eingesetzten Leitblechen vermengt.

Dadurch wird auch das Material von der Zugabeseite zur Ausgabeseite gefördert.

Falls keine Bleche in dem Mischer installiert sein sollten, stehet dieser leicht angeschrägt, damit das Material von der Eingabe zur Ausgabeseite wandert.

Mischer mit Drehenden Mischorganen:

Bei einem Bandschneckenmischer läuft eine doppelschraubige Bandschnecke, welche das körnige Material vermengt.

Die Außenlaufende Schnecke trägt das Material zu Ausgabe Seite, die Innelaufende Schnecke vermengt dieses.

Beim Kreiselmischer läuft ein schnell drehender Rotor mit Schaufel und Propellerform und wirft das Mischgut im Innenraum nach oben, das herunterfallende Mischgut wird erneut angesaugt und nach oben geschleudert.

Die Beschickung und der Austrag läuft Chargen weise ab.

Der Silomischer hat eine Umgedrehte Kegelform, in der eine Schnecke an der Wand das Material dauerhaft durchmengt.

Diese Rührer werden vor allem dann eingesetzt, wenn ein Mischer sowie ein Lagerbehälter erforderlich sind.

Dieser Behälter kann durch eine Ablass Armatur am Boden entleert werden.

Pneumatische Mischer:

Bei Pneumatischen Mischvorgängen wird das Mischen durch die mit Hochdruck in den Mischer Geblasene Luft bewirkt.

Diese Mischer haben entweder einen Lochboden oder verschiedene Düsen mit denen Luft in den Mischer geblasen wird, dadurch wird das Material in einen aufgelockerten, fluidisierten Zustand versetzt.

Bei dem Wirbelmischer strömt Luft durch den Lochboden in das Haufwerk, wodurch diese aufgelockert wird.

Durch umlaufendes Segmentweises Abschalten wird eine gute Umwalzbewegung hervorgerufen.

Bei dem Luftstoßmischer wird mit 10- 40 bar starken Luftstößen das Material aufgelockert, und in Bewegung gebracht.

Mechanisches Trennverfahren

Stoffgemische mit unterschiedlichen Physikalischen Eigenschaften der Einzelbestandteile werden durch mechanische Kräfte getrennt.

Es gibt Feststoff-Gemische, Feststoff-Flüssigkeitsgemische und partikelverunreinigte Gase

Mechanische Trennverfahren für Feststoff-Gemische

Erster Schritt ist das Sortieren eines Haufwerkes mit Teilchen unterschiedlicher Zusammensetzungen, in mehrere Haufwerke gleicher Zusammensetzung.

Man nutzt zum Sortieren die unterschiedlichen Physikalischen Eigenschaften der einzelnen Bestandteile wie z.B. die Dichte, die Benetzbarkeit oder die Magnetisierbarkeit.

Für die Dichtesortierung gibt es mehre Verfahren wobei die unterschiedlichen Dichten eine Rolle spielen. Die gebräuchlichsten Dichtesortierverfahren sind das setzen, Herdesortieren und das Schwertrübesortieren.

Beim Setzen wird das 2-Komponenten-Haufwerk fortlaufend aufgelockert und geschüttelt dabei sammeln sich die Partikel mit geringer Dichte oben und die mit größerer Dichte unten im geschüttelten Haufwerk. Wasser oder Luft dient als Auflockerungsmedium.

Nasssortierender Setzapparat

Das Mischhaufwerk wird in einen Behälter mit einem Fluid getan damit es sich nicht auf den Boden absetzt hält es ein Sieb nahe der Oberfläche zurück. Ein Pulsator mit auf und ab Bewegungen lockert das Mischhaufwerk auf, sodass die leichten Bestandteile oben am Behälterrand abfließen können und die schweren durch einen unter der Oberfläche befindlichen Ausgang abfließen.

Herdesortierer

Der Herdesortierer besteht aus einer geriffelten Platte die nach vorne und an den Seiten leicht geneigt ist. Diese Platte wird fortlaufend mit Wasser gespült und quer geschüttelt. Das aufgeschlämmte Gemenge wird aus der oberen Ecke hinzugefügt. Das Gemenge läuft nun in einer dünnen Schicht über die Platte. Die leichten Bestandteile fließen mit den Wasserstrom mit, die schweren werden dank des Schüttelns abgelenkt. Herdesortieren eignet sich für feinkörnige Gemenge unter 1 mm Korngröße.

Schwertrübesortieren

Hierbei wird ein Feststoff-Gemenge mit leichten und schweren Bestandteilen in eine Schwertrübe (Fluid mit fein verteilten Feststoffpartikeln) getan. Durch aufschwemmen der leichteren Bestandteile und absinken der schwereren werden die Bestandteile getrennt. Dazu muss die Dichte der Schwertrübe zwischen den leichten und schweren Bestandteilen liegen. Für eine Schwertrübe verwendet man wässrige Suspensionen aus feingemahlenen Magnetit, Schwerspat oder Ferrosilicium. Es können Suspensionsdichten von 1,3 bis 3,5 g/cm³ eingestellt werden. Haufwerkbestandteile sollten größer als 1 g/cm³ sein und die Partikelgröße darf nicht unter 2 mm liegen.

Beim Schwertrübesortieren verwendet man einfache Behälter die mit einer Abschöpfvorichtung für die leichten Bestandteile bestückt sind und Austragungsvorrichtungen für die schweren Bestandteile. Für Trennwirkungen bis hinhab zu Körngrößen von 2 mm verwendet man Hydrozyklone. Denn die in ihnen wirkenden Zentrifugalkräfte verbessern den Sortiervorgang. Die schweren Bestandteile werden unten ausgetragen die leichteren verlassen den Zyklon am Kopf.

Flotieren

Beim Flotieren wird ein feinkörniges Mischhaufwerk in einem Wasserbad mit Hilfe von Luftblasen getrennt, die bevorzugt an Körnern des einen Bestandteils haften.

In Flotierapparaten gibt es ein Schäumer und Sammler. Der Schäumer stabilisiert die Luftblasen und dadurch kann sich beim rühren eine stabiler Schaum bilden. Der Sammler ist eine Flüssigkeit die die Partikel eines Bestandteilchens schwer benetzbar machet. Mit Hilfe des Reglers kann die Wirkung des Sammlers verändert werden, sodass aus einem Mischhaufwerk verschiedene Stoffe nacheinander flotiert werden können.

Flotationsapparte arbeiten kontinuierlich. Das Mischhauswerk wird beim Rührer hinzudosiert. Die Luft wird über die Hohlwelle des Rührers zugeführt. Der entstehende Schaum wird abgeschöpft und der Schlamm abgeleitet. Der Schaum und der Schlamm werden Separat entwässert. Die da durch wieder gewonnene Flotationflüssigkeit wird wieder mit dem Kreislauf zugeführt.

Oft werden mehrere Flotationapparate (auch Zellen genannt) hinter einander geschaltet, weil in einer Zelle keine vollständige Trennung erfolgen kann.

Magnetsortieren:

Beim Magnetsortieren werden Magnetische Partikeln eines Mischhauswerkes von unmagnetischen Partikeln getrennt.

Es gibt viele Magnetsortierer, ein gebräuchlicher Trennapparat ist der Magnettrommelscheider. Bei dem Magnettrommelabscheider wird das zu trennende Gemenge auf eine Schüttelrutsche gegeben damit es sich gleichmäßig verteilen kann. Am ende angelangt rutscht es über ein von Gummiband angetriebene Scheidetrommel mit einen feststehenden Elektromagneten der nur auf ein Teil der Trommel wirkt. Die nicht magnetischen Teile werde von der Trommel abgeworfen, die magnetischen Teile bleiben an der Trommel hängen und bleiben solange an ihr bis die Magnetische kraft des Elektromagneten nachläst und können so Separat aufgefangen werden.

Klassieren:

Sieben (Siebklassieren)

Beim Siebklassieren siebt man ein Haufwerk durch ein oder mehrere Siebe mit unterschiedlicher Maschenweite. Die Rückstände auf dem jeweiligen Sieb nennt man auch Fraktionen. Die Siebkennzeichnung die anzeigt um welche Maschenweite es sich handelt findet man am Siebrahmen. Es gibt Siebe mit Drahtmaschen (rechteckig) und welche mit Lochblechen (runde Maschen). Siebklassieren wird für Korngrößen von 40 um bis 25 cm angewandt.

Siebmaschinen:

Um im Industriemaßstab Haufwerke klassieren zu können verwendet man verschiedene Siebvorrichtungen diese unterscheidet man durch feststehende Siebvorrichtungen (Siebroste), bewegliche Siebvorrichtungen und Siebmaschinen mit Gutbewegung durch Strömungskräfte.

Siebroste:

Siebroste haben nur eine geringe Siebwirkung sie dienen mehr als Vorabscheider für über große Brocken. Sie bestehen aus feststehenden Stäben mit gleichen Abstand die etwas schräg angeordnet sind.

Vibrationssiebbahn:

Vibrationssiebbahnen besitzen eine Schräge aus Sieben wo die Maschenweite von oben nach unten zunimmt. Diese Schräge wird durch einen Elektromotor in Vibration versetzt. Die Haufwerke rollen über die jeweiligen Siebe und werden getrennt als Fraktionen aufgefangen.

Außer der Vibrationsbahn sind die Schwing, Taumel- oder Vibrations- Siebmaschinen sehr verbreitet. Sie besteh aus Siebfläche die Übereinander angeordnet sind und durch ein Motor in Bewegungen versetzt werden. Die Maschenweite nimmt von oben nach unten ab. Die Maschenweite beträgt 0,2 mm bis 100 mm.

Trommelsiebmaschine:

Die Trommelsiebmaschine ist eine leicht angeschrägte Trommel mit unterschiedlich großen Sieblöchern. Die Sieblöchergröße nimmt von oben nach unten hin zu. Das Haufwerk wird oben zugegeben und rollt durch die Trommel. Dabei werden wieder die einzelnen Fraktionen separat aufgefangen. Die großen Brocken rollen Komplett durch die Trommel.

Siebanlage mit Taumelsieb und pneumatischem Siebguttransport

Sie werden bei sehr feinen Schüttgütern angewendet. Das Siebgut wird von einer Vörderschnecke über ein Zellrad ins Taumelsieb transportiert. Von unten wird das Taumelsieb von einen Luftstrom durchspült dabei nimmt der Luftstrom die sehr feinen Partikel mit durch die Siebmaschen am Rande des Siebes. In einen Zyklon sowie einem Schlauchfilter werden die feinen Partikel abgeschieden. Das Grobgut wird durch die Taumelbewegung des Siebes seitlich ausgetragen.

Sichten

Unter Sichten versteht man die Klassierung eines Haufwerkes von 3um bis 5mm Korngröße mit Hilfe eines Luftstroms.

Zick- Zack- Sichter :

Der Zick- Zack- Sichter besitzt zickzackförmige Blechstücke die nebeneinander angeordnet sind. Das Haufwerk wird in der Mitte von den Zickzackblechen zugegeben. Von unten kommt der Luftstrom der die feinen Partikel mit nach oben nimmt wo der Feingutaustrag ist. Die gröberen Partikel werden von dem Zickzackblechen abgebremst und fallen runter. Am Boden befindet sich ein schräg stehendes Sieb das das Grobgut seitlich abführt. Er kann zwischen 0,1 mm und 10 mm eingestellt werden.

Streutellersichter:

Das zu trennende Haufwerk wird in der näh der Achse zugegeben wo es auf einen Schleuderteller trifft. Er schleudert das Haufwerk locker verteilt in den Sichtraum wo von unten der Luftstrom kommt. Er reißt die feinen Partikel mit nach oben durch den Ventilator in den Außenkonus des Sichters. Unten im Außenkonus angelangt kann das Feingut ausgetragen werden. Das Grobgut fällt entgegen dem Luftstrom im Sichtraum nach unten in den Innenkonus wo es schließlich auch ausgetragen werden kann. Der Streutellersichter kann im Bereich von 30 µm bis 500 µm eingestellt werden.

Stromklassieren:

Das Stromklassieren beruht auf der Absinkgeschwindigkeit der einzelnen Fraktionen in einen Wasserstrom.

Es gibt den Absetzklassierer (Spitzkasten) und den Aufstromklassierer.

Bei dem Absetzklassierer wird das Haufwerk mit einen waagerechten Wasserstrom über die Absinkstrecke gelenkt. Die schweren Teilchen sinken zu erst.

Bei dem Auf- Strom- Klassierer wird in jeder Kammer durch ein Lochblech der Wasserstrom von unten zugeführt. Er nimmt die leichten Partikel mit nach oben und schwemmt sie über den Rand in die nächste Kammer. Die zu schweren Teilchen sammeln sich in der Mitte der Kammern und werden dort ausgetragen.

Mechanische Trennverfahren für Feststoff - Flüssigkeits- Gemische

Häufig führen chemische Reaktionen in Wässrigen Lösungen zu einen festen End- Zwischenprodukt, dass in feiner Verteilung in der Flüssigkeit vorliegt. Um diese wieder zu trenne gibt es mehre Verfahren.

- Absetzen (Wirkung der Schwerkraft auf Partikel mit unterschiedlicher Dichte)

- Zentrifugieren (Wirkung der Fliehkraft der Partikel mit unterschiedlicher Dichte)

- Filtrieren (Unpassierbarkeit der Feststoffpartikel durch ein poröses Filtermittel)

- Auspressen (Auspressen der Flüssigkeit):

Grobe Suspensionen Enthalten Feststoffteilchen mit der Korngröße über 100 Mikrometer, feine Suspensionen zwischen 0,5 Mikrometer und 100 Mikrometer und Gemische mit Teilchen unterhalb einer Korngröße von 0,5 Mikrometer nennt man Kolloidlösungen oder auch Suspensiode.

Bei Gemischen mit geringem Feststoffanteil spricht man von einer Trübe. Die gereinigte Trübe nennt man Klare. Die abgesetzten Teilchen nennt man Sediment.

Bei größerem Feststoff Anteil spricht man von Schlamm. Wenn das Gemisch nicht mehr fliest und verformbar ist dann spricht man von einer Paste.

Absetzen:

Mit dem Absetzen oder Sedimentieren können grobe Suspensionen getrennt werden.

Ist es das Ziel den Feststoff zu gewinnen so spricht man von Eindicken. Wenn man die Flüssigkeit gewinnen will nennt man dies Klären oder Dekantieren.

Apparate zum Sedimentieren:

Für die Schwerkraftsedimentation gibt eine Reihe von Vorrichtungen und Apparate. Sie werden als Absetzer, Klärer, Klärbecken, Dekantierer oder Eindicker bezeichnet.

Klärbecken:

Klärbecken dienen vorwiegend zur Reinigung von Abwässern. Es gibt sie in Rechteckform und Rundform und können bis zu mehrere Millionen qm³ fassen.

Bei dem Rechteckklärbecken läuft die Suspension langsam in horizontaler Richtung durch das Becken und verlässt es geklärt am andern durch ein Überlaufwerk. Das Sediment sammelt sich am Beckenboden und wird durch ein sehr langsam laufenden Kettenräumer in einen Schlammsammeltrichter transportiert. Dort wird es abgepumpt.

Beim Rundklärbecken wird die Suspension in der Mitte zugegeben. Sie fließt dann als Klare über den Beckenrand ab. Das Sediment setzt sich wieder auf den Boden ab und wird von Klärwerk das sich auch langsam dreht zur Mitte hin befördert wo sich der Schlammaustrag stattfindet.

Lamellenklärer:

Mit ihm können in einen relativ kleinen Apparat große Suspensionsmengen geklärt werden. Die Suspension fließt über alle schräg stehenden Lammellen und danach langsam an ihnen hinhab. Dabei setzt sich das Sediment auf den Lamellen ab und rutscht nach unten. Die Klare wird am Ende der Lamellen in Rinnen aufgefangen und in Steigrohren nach oben in ein Sammelraum. Das Sediment wird unten über ein Schlammabzug abgepumpt.

Absetz- Aufschwimm- Klärer:

Man setzt sie ein wenn Suspensionen nicht nur Absinkstoffe enthalten sondern auch Aufschwimmende wie z.B. Öle. Die Suspension wird in der Mitte zugegeben die absinken Stoffe Sammeln sich am Boden als Schlamm und die aufsteigenden Stoffe sammeln sich an der Oberfläche und werden dort abgezogen. Die Klare wird aus ein Seitenabzug abgepumpt.

Sandfang, Spiral Klassierer:

Er wird zur Abtrennung sandiger Bestandteile aus feinen Suspensionen oder Abwässern eingesetzt. Er besteht aus einen schräg stehenden Halbrundtrog, in dem ein Schraubenförderer sich langsam dreht. Die Suspension wird in der Mitte dazugegeben. Die schweren Partikel setzen sich ab und werden mit dem Schraubenförderer die Schräge rauf transportiert und über eine Kante ausgetragen. Am anderen Ende fließt die Klare mit Feingut ab.

Nach dem gleichen Prinzip arbeitet der Rechenklassierer. Bei ihm schiebt ein Rechen, der sich auf dem Boden vor und zurück bewegt, die schweren Partikel die schräge nach oben zum Austrag.

Vollmantel Schälzentrifuge

Die Suspension läuft durch ein Rohr in die sich rotierende Trommel.

Durch die Zentrifugalkraft wird die Suspension an die Trommelwand gedrückt und teilt sich in Sediment und Zentrifugat. Das Zentrifugat wird so lang abgepumpt und Suspension zugeführt bis der Sedimentring eine bestimmte dicke erreicht hat. Der Sedimentring wird dann per Schälmesser abgeschabt und per Rutsche oder Förderband heraus gefördert. Danach startet der Betriebszyklus von neuem mit neu zulaufender Suspension, absaugen und abschälen.

Tellerzentrifuge

Die Suspension läuft von oben in die Trommel hinein und gelangt in die Sedimentations Räume die sich in der rotierenden Trommel befinden. Die Suspension teilt sich dort in Sediment welches an die schräge Wand gedrückt wird und dann durch die Löcher in den Schlammraum gepresst. Dort wird das Sediment per Förderschnecke wegtransportiert. Das Zentrifugat hingegen wird nach oben gedrückt und verlässt durch ein feststehendes Schälrohr die Zentrifuge.

Vollmantel Schneckenzentrifuge

Die Suspension läuft durch eine Hohlwelle in die Schnecke hinein.

Feststoff Partikel werden von der Schnecke hinauf zu einem Schlammaustrag gefördert. Das Zentrifugat wird auf der anderen Seite abgelassen.

Siebtrommel Schälzentrifuge

Die Suspension wird durch ein Rohr in die Trommeln gefördert und dann gleichmäßig auf diese verteilt. Durch die rotation der Trommel wird die Suspension gegen das filtermittel in der Trommel gedrückt. Das Zentrifugat geht durch den Filter während dessen das Sediment eine Schicht auf der Trommel bildet. Dieses Vorgang läuft so lang bis die Sediment Schicht eine bestimmte dicke erreicht hat. Dann wird das

Sediment durch eine höhere Drehzahl und durch stoppen des Suspensionszulauf getrocknet und durch ein Schälmesser von der Trommel getrennt.

Das Sediment kann nun per Schnecke ausgetragen werden.

Die Schub- Siebschnecken- Gleit und Gleitzentrifuge beruhen alle auf dem gleichen Prinzip. Bei jeder wird die Suspension in die Trommel gefördert und dann durch die Rotation der Trommel an einen Filter gedrückt. An diesem Filter sammelt sich das Sediment welches durch eine Schneckenartigen Ausgetragen werden kann. Das Zentrigfugat dagegen dringt durch den Filter hindurch und wird weggefördert.

Eine Zentrifugier Anlage beinhaltet alles was man zum trennen von Suspensionen braucht. Das heißt die Anlage selbst + Behälter + Regelventile + die MSR- Einheit

Trennen mit dem Hydrozyklon

Der Hydrozyklon ist dafür da, grobe Partikel aus Suspensionen zu entfernen. Dieses macht er durch seinen zylindrischen Aufbau der sich nach unten Verengt. Die Suspension wird tangential zugepumpt. Dadurch entstehen Verwirbelungen durch diese sich die groben Feststoffe an der Wand absetzen, anschleißend durch die Verwirbelungen nach unten rutschen.

Sie werden unten gesammelt und von Zeit zu Zeit abgelassen. Die nun grob gereinigte Suspension verlässt den Zyklon durch das Tauchrohr.

Filtrieren

Das Filtrieren beruht darauf das eine Suspension auf Grund unterschiedliche Teilchengröße durch einen Filter trennbar ist. Es gibt die Siebfiltration , Tiefenfiltration und die Kuchenfiltration. In der Chemietechnik ist die Kuchenfiltration die am häufigsten angewendete. Die Kuchenfiltration funktioniert so, das Suspensionen auf einen Filter abgelassen wird, die Flüssigkeit wird durch Unterdruck durch den Filter gesogen während dessen die Feststoffteilchen auf dem Filter einen Kuchen bilden. Das Filtrat wird mehrmals durch mithilfe des Kuchens gewaschen bis das Filtrat die gewünschte Sauberkeit hat.

Tellerfilter

Die Filtration findet in einem Behälter statt wo sich in der Mitte bis zu 20 Teller befinden die mit einem Filtertuch bedeckt sind und am Vakuum liegen. Die Suspension wird in dem Behälter gefördert, die Feststoffe sammeln sich auf dem Teller bis der Kuchen dicht genug ist. Dann wird der Kuchen mehrmals mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Trommel fängt sich anschließend an zu drehen um den Filterkuchen abzuschleudern. Der Filterkuchen kann nun aus dem Boden entfernt werden.

Filterpresse

Die Filterpresse ist eine Presse die aus mehreren zusammen gereihten Filterkuchen besteht. Zum Filtrieren werden die Filterelemente zusammengepresst. Es gibt 2 verschiedene Filterpressen die sich nur in den Filterelementen unterscheiden. Bei der Rahmenfilter sind die Filterelemente so aufgebaut das die Suspension von oben in die Elemente strömt. Das Filtrat geht durch den Filter nach unten wären dessen der Filterkuchen in der Kammer bleibt.

Bei der Kammerfilterpresse ist es so, das die Suspension in der Mitte der Kammer gedrückt wird und das Filtrat unten und oben abgepumpt wird. Zum entfernen des Filterkuchens werden die Kammern auseinander geschoben.

Vakuum Scheibenfilter

Mehrere Hohlscheiben bespannt mit Filtertüchern sind auf einer sich langsam drehenden Hohlwelle befestigt. Sie tauchen zur hälfte in einen Behälter mit der Suspension. Das Filtrat wird durch das Vakuum durch den Filter in die Hohlwelle gesogen. Der Filterkuchen hingegen wird außerhalb des Suspension Behälter von Schälmessern abschabt.

Vakuum Trommelfilter

Eine sich rotierende Trommel bespannt mit einem Filtertuch taucht zu einem drittel in eine Behälter mit der zu filtrierenden Suspension. Per Vakuum wird das Filtrat durch den Filter gesogen. Der Filterkuchen wird außerhalb des Suspensionsbecken nochmals gewaschen und abgeschabt.

Vakuum Bandfilter

Der Vakuum Bandfilter besitzt ein Filterband auf welches die Suspension herabgelassen wird. Das Band wandert mit der Suspension weiter und auf dem Weg zum Bandwandler und durchläuft mehrere Saugkästen. Der Filterkuchen wird nochmals gewaschen und dann am Wandler landet der Filterkuchen in einem Container.

Auspressen

Beim Auspressen wird der Raum in der sich das Pressgut befindet langsam verkleinert bis der druck sämtliche Flüssigkeiten aus dem Raum gedrückt hat. Übrig bleiben nur noch die Feststoffe.

Ausnahme ist die Schneckenpresse bei der das Pressgut durch eine konisch laufende Schnecke gelangt. Die Flüssigkeit wird durch kleine Löcher im Boden abgelassen. Das Pressgut wandert die Schnecke weiter entlang und verlässt diese dann und landet im Container o.a.

Mechanische Trennung von Flüssigkeiten

Dazu dient das Zentrifugieren und das Dekantieren

Erzgänzend gibt es noch die Ultra- Filtration bei der die zu reinigende Flüssigkeit durch Membranschläuche strömt. Die Flüssigkeit mit der geringeren Molekühl größe geht durch die Membran währen dessen die übrig gebliebene Flüssigkeit wieder abgepumpt wird.

16.10.07 18:13

bisher 1 Kommentar(e)     TrackBack-URL


Bina / Website (9.11.07 15:24)
Du bist gruselig.
Und nein, ich hab mir das nicht alles durchgelesen aber ein kleines Bisschen davon reicht schon!

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