Charakterisierung der Fließfähigkeit von Pulvern und Schüttgütern

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1 1 Charakterisierung der Fließfähigkeit von Pulvern und Schüttgütern Marcus Hofmann Schüttgut InnovationCenter Mittwoch, 4. November 2015

2 Partikeleigenschaften von Pulvern Arten, Auswirkungen und Messung 2

3 3 Partikeleigenschaften? Material, Dichte Größe Form Farbe Rundheit Ladung, Additive Morphologie, Porosität, spezifische Oberfläche -

4 4 Powder Tester PT-X Charakterisierung bzw. Bestimmung der Fließfähigkeit von Pulvern anhand verschiedener Messungen.

5 5 Fließfähigkeit Auswirkung der Fließfähigkeit auf die Industrie: Sauberes und gleichmäßiges Dosieren bzw. Fördern Störung eines automatisierten Prozesses z.b.: - Blockieren von Rohrleitungen oder Mischern - Brückenbildung, Verklumpung bei Silolagerung Einflußfaktoren für das Fließverhalten Korngröße und Haftkräfte wie z.b. Oberflächen- und Feldkräfte Van-der-Waals / Elektrostatische / Magnetische Kräfte Materialbrücken Organisch / Flüssigkeitsbrücken / Festkörperbindung Formverbindungen ungleichmäßig geformte Teilchen

6 6 Schüttwinkel Fallwinkel > Der Schüttwinkel entsteht, wenn man die Pulverprobe frei fallend/fließend auf einen Teller rieseln lässt. Das ist die einfachste Messung um Aussagen über das Pulverhandling zu machen. > Der Fallwinkel wird gemessen, indem man den Schüttwinkel mit Hilfe eines Klopfers einem Schockimpuls aussetzt. > Die Winkeldifferenz erhält man, wenn man den Fallwinkel vom Schüttwinkel subtrahiert. Pulver mit einer großen Winkeldifferenz sind geeignet für pneumatische Förderung

7 7 Spatelwinkel > Der Spatelwinkel wird hergestellt, in dem man einen Spatel aus einem aufgeschütteten Pulverhaufen hebt. Der Spatelwinkel gibt Aussagen darüber, wie Pulver sich verhält, das gelagert in Bewegung gesetzt werden soll. Der Winkel wird ebenfalls benutzt, um den Austragswinkel von Silos zu ermitteln. Uniformität Die Uniformität - auch Gleichförmigkeit (nach DIN/ISO ) definiert das Verhältnis des Durchmessers d60 zum Durchmesser d10 und ist ein Maß für die Breite der Korngrößenverteilung.

8 8 Schüttgewicht > Das Schüttgewicht wird gemessen durch frei fallendes Pulver, das in ein definiertes Bechervolumen gefüllt wird. Das Schüttgewicht ist die wichtigste Messgröße im Pulverhandling. > Das Stampfgewicht wird ermittelt durch das Aufklopfen des Bechers mit dem das Schüttgewicht ermittelt wird. Der Messwert wird benutzt bei der Auslegung von Produktionseinrichtungen. > Die Komprimierbarkeit ist der Unterschied zwischen Schüttgewicht und Stampfgewicht. Große Kompressibilität bedeutet schlechte Fließfähigkeit.

9 9 Kohäsionsfähigkeit > Die Kohäsionsfähigkeit misst die Agglomerationscharakteristik von Pulver. Das Pulver wird dazu auf ein Sieb geschüttet. Ein zu Agglomeration neigendes Pulver bleibt als Rückstand auf dem Sieb liegen (obwohl die Korngröße feiner ist als das eingesetzte Sieb). Der Rückstand wird ins Verhältnis zur aufgegebenen Menge gesetzt. Die Kohäsivität ist einer der Standard Messwerte bei der Ermittlung von Pulvereigenschaften in der Tonerindustrie.

10 10 Dispergierbarkeit Die Dispergierbarkeit wird gemessen in dem man eine definierte Pulvermenge aus definierter Höhe frei fallen lässt. Die aufgefangene Pulvermenge wird gewogen und der dispergierte Anteil errechnet.

11 Partikeleigenschaften von Pulvern Korngröße als eine wichtige Basisgröße 11

12 12 Partikeleigenschaften? Material, Dichte Größe Form Farbe Rundheit Ladung, Additive Morphologie, Porosität, spezifische Oberfläche -

13 13 Korngröße d? d Kugel d min d max Abhängig vom Messverfahren werden unterschiedliche Längenmaße erfasst. Diese treten statistisch auf (z.b. in turbulent durchströmten Messzellen) oder systematisch (z.b. Ausrichtung beim Sieben oder Sedimentation) Wenn ein Messverfahren die Partikelform nicht erfassen kann, erfolgt die Berechnung des Messergebnisses mit dem Äquivalentdurchmesser der Kugel, die die gleiche physikalische Eigenschaft wie das Partikel hat.

14 Korngröße 14 Reale Partikelkollektive bestehen in der Regel nicht aus gleichgroßen Kugeln sondern aus unregelmäßig geformten Teilchen mit unterschiedlicher Größe Im Zusammenhang mit dem Begriff Korngröße ist in der Praxis entweder eine Korngrößenverteilung oder ein charakteristischer Kennwert einer Kornverteilung gemeint

15 Partikel Charakterisierung mittels 15 Bei der Siebung werden Partikel direkt nach ihrer Korngröße sortiert und die Mengenanteile durch Wiegung ermittelt. Es gibt verschiedene Methoden Siebanalysen durchzuführen, abhängig von den zu messenden Materialien. Vibration / 3D Horizontal Klopfen Luftstrahl.. Siebung Ultraschall Nass

16 Funktion Luftstrahlsiebung 16

17 17 Tradition Das Alpine Luftstrahlsieb ist das weltweit anerkannte Standardgerät zur Korngrößenanalyse durch Trockensiebung für die Produktionsüberwachung und die Qualitätssicherung nach ISO 9001.

18 Die neue Generation! 18 Für alle Branchen geeignet Kompakte Installation Hohe Ergebnisqualität Intuitiv bedienbare Benutzeroberfläche

19 19 Merkmale Adapter für Prüfsiebe anderer Hersteller ALPINE A200 LS, Haver&Boecker, Retsch, W.S.Tyler Sieberkennung automatische Sieberkennung Keine Verwechslung der Prüfsiebe Unterdruckregulierung welche die Dispergierwirkung des Düsenstrahls überwacht und konstant hält. Intuitiv bedienbare Benutzeroberfläche Ein integrierter Analysenguide führt Anwender sicher durch die Analyse

20 20 Model Version Lite Basic Professional Ultimate Security

21 21 Lite - Plexiglas-Panel mit Antireflex und kratzfester Beschichtung - Einfache Bedienung über 4 kapazitive Tasten (Start / Stop / Zeitwahl +/- 1 Min.) - Übersichtliches OLED Grafikdisplay - Anzeige von Unterdruck und Siebzeit, Datum und Uhrzeit - Differenzdruckmessung mit Anzeige in Pascal

22 22 econtrol econtrol ist der Name der Benutzeroberfläche und ist erhältlich in verschiedenen Versionen um unterschiedlichen Ansprüchen gerecht zu werden: