Pulver und körniges Material bestehen in der Regel aus Partikeln unterschiedlicher Größe, Form und/oder Dichte. In manchen Anwendungen ist es wünschenswert, eine gleichmäßigere Ansammlung von Partikeln zu haben, um die Leistung des Materials zu verbessern. Ein Windsichter ist in der Lage, Materialien durch eine Kombination von Unterschieden in Größe, Form und Dichte der im Material vorhandenen Partikel zu trennen.
Die Luftklassierung ist eine Methode zur Trennung von pulverförmigen, körnigen oder faserigen Materialien durch die Absetzgeschwindigkeit der Luft in Kombination mit der Partikelgröße, der Partikeldichte und der Partikelform. Im Idealfall besteht die Trennwirkung des Windsichters darin, dass alle Partikel, die den Grenzwert überschreiten, in die Grobfraktion und die kleineren Partikel in die Feinfraktion befördert werden. Das Hauptinteresse an der Luftklassierung besteht darin, dass sie eine Methode zur trockenen Abtrennung kleiner Partikel bietet, was durch Sieben unterhalb von 50 Mikrometern nur sehr schwer zu erreichen ist.
Der typische Betriebsablauf eines Windsichters sieht folgendermaßen aus. Die Zuluft wird mit dem Aufgabematerial vermischt. Die Aufgabepartikel sind einer Zentrifugalkraft ausgesetzt, die von einem Rotor ausgeht, sowie einer durch die Luft verursachten Schleppkraft. Die größeren und dichteren Partikel werden von den masseabhängigen Zentrifugalkräften beeinflusst und bewegen sich in Richtung der Außenseite der Kammer. Die kleineren und leichteren Teilchen sind dagegen mehr den Reibungskräften der Luft ausgesetzt. Daher verlassen die leichteren Partikel die Mitte der Kammer und werden durch einen Zyklon vom Luftstrom getrennt. Das relative Ausmaß der beiden Kräfte kann durch Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Scheibe und der Einlassluftgeschwindigkeit eingestellt werden.
Das Gerät, das in unserem Feldtestbereich eingesetzt wird, ist ein Hosokawa-Multiplexsichter, und der Bereich der Partikelgrößentrennung reicht von 2 Mikrometern bis 80 Mikrometern. Auf diese Weise können wir einheitlichere Materialien im Bereich von unter 100 Mikrometern erhalten, die wiederum vom Kunden für eine verbesserte Leistung bewertet werden können.
Die Methode zur Charakterisierung der Trennung des Windsichters ist die Verwendung des Konzepts der Trennstelle. Im Idealfall landen alle Partikel unterhalb der Trennstelle im Feinstrom, während alle Partikel oberhalb der Trennstelle in den Grobstrom gelangen. Es gibt jedoch immer einen Anteil an fehlgeleitetem Material, d.h. eine kleine Menge an Partikeln, die kleiner als der Cut Point sind, befindet sich im Grobstrom und ein ebenso kleiner Anteil an Partikeln, die größer als der Cut Point sind, befindet sich im Feinstrom. Das fehlgeleitete Material kann durch Messung der Partikelgrößenverteilungen beider Ströme bestimmt werden. Wenn es sich um falsches Material handelt, kann der Klassifizierungsprozess wiederholt werden, bis die Mehrheit der Partikel in den richtigen Fraktionen erscheint.
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