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Beförderung durch pneumatischen Transport

Eine der wichtigsten Techniken zur Handhabung von Schüttgütern in einer Feststoffanlage ist der Feststofftransport. Wenn dies durch Feststoffe geschieht, die in einem Luftstrom schweben, spricht man von pneumatischer Förderung. Dies kann über horizontale, geneigte oder vertikale Flächen erfolgen, die von einigen wenigen bis zu mehreren hundert Metern reichen. Diese Transportmethode kann Materialgrößen von feinem Pulver bis hin zu mm-großen Granulaten bewältigen, je nach Durchmesser der Rohrleitung. Im Vergleich zu anderen Fördermethoden kann die pneumatische Förderung eine sehr flexible Kombination von Rohrleitungen bieten. Die Bandbreite der Materialien, die mit pneumatischer Förderung transportiert werden können, hängt von den physikalischen Eigenschaften des jeweiligen Materials ab. Die Partikelgröße, die Härte, die Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigungen und die Kohäsionseigenschaften sind wichtige Faktoren bei der Entscheidung, ob ein Material für diese Fördermethode geeignet ist. Die meisten kohäsiven und klebrigen Materialien sind oft nicht für eine pneumatische Förderung geeignet. Materialien mit hohem Öl- und Fettgehalt können z.B. leicht zu Verstopfungen in den Rohrleitungen führen.

Die pneumatische Förderung kann in zwei Haupttypen unterteilt werden, die auf dem System der relativen Feststoffortung und der Geschwindigkeit basieren. Diese beiden Arten werden als verdünnte Phase und dichte Phase bezeichnet. Die pneumatische Förderung in der dichten Phase wird normalerweise für den Transport von Feststoffen über kurze Entfernungen verwendet. Der Vorteil der pneumatischen Förderung in der verdünnten Phase ist, dass sie (1) relativ billiger ist, (2) einfacher zu warten ist und (3) die Rohrleitungen flexibler für kleine Räume ausgelegt werden können. Der Vorteil der pneumatischen Förderung in der dichten Phase ist (1) die hohe Beladung, (1) der relativ geringe Abrieb im System, (3) der Transport bei hoher Dichte mit niedriger Luftgeschwindigkeit kann die für die Entmischung des Gemisches verantwortlichen Phänomene reduzieren.

In unserem Feldversuchsbereich verfügen wir über mehrere kleine Versuchsaufbauten für den pneumatischen Transport mit Kurvenradien und auf Gehrung geschnittenen Kurven, um die Auswirkungen verschiedener Variablen auf die Förderung mittels pneumatischem Transport zu untersuchen: Anzahl der Kurven, Art der Kurve, Luftgeschwindigkeit, dichte Phase vs. verdünnte Phase.

Auf diese Weise lässt sich bereits in einem frühen Stadium des Prozessdesigns und der Produktentwicklung feststellen, ob die Produkteigenschaften für die Förderung mittels pneumatischer Transportmittel geeignet sind. Es gibt mehrere häufige Probleme, die im pneumatischen Fördersystem auftreten:

Zerbrechen und Verstauben von zerbrechlichen Materialien


Brüchiges Material wie Eiweißfutter, Kaffeebohnen oder Körner prallen mit hoher Geschwindigkeit auf die Kurvenwand, was zu Bruch und zur Bildung von Feinteilen führt.  Dies kann die Produktqualität, die Konsistenz und die Verkäuflichkeit beeinträchtigen und den Abfall und den Feinanteil erhöhen.

Verschleiß und Ausfall bei der Förderung von Schleifmitteln

Abrasive Materialien wie Sand, Glas, Tonerde oder mit Mineralien gefüllte Kunststoffgranulate treffen mit hoher Geschwindigkeit auf den Außenradius herkömmlicher Prallbögen. Dies kann zu einer kontinuierlichen Abnutzung der Biegewand führen. Dieses Problem kann dazu führen, dass die Biegungen ständig ausgetauscht werden müssen, was zusätzlichen Arbeitsaufwand und Ausfallzeiten des Prozesses bedeutet.

Stöpsel, Luftschlangen, Filamente und Schlangenhäute

Bei der Förderung von druck- und/oder wärmeempfindlichen Materialien wie Zucker, Gummigranulat, Klebstoffen und Ton kann der Bruch zwischen Material und Wand Wärme erzeugen und das Material schmelzen, was zu Adhäsionskräften mit der Wand und damit zu Produktansammlungen führen kann. Letztendlich kann die Produktansammlung zu einer Verstopfung der Rohrleitung führen.

Nach der pneumatischen Förderung können verschiedene analytische Messungen, wie z.B. ein wiederholter Aufpralltest, als Korrelationsmethode verwendet werden, um die Wirkung der Förderung auf die Partikel zu extrapolieren. In der Zwischenzeit kann die Bildanalyse zur Messung der Partikelgröße und -form vor und nach der pneumatischen Förderung verwendet werden, um die mögliche Abnutzung oder den Abrieb der Partikel zu bestimmen.