Technikum
In der mechanischen Verfahrenstechnik verhalten sich selbst nahezu gleiche Produkte beim Verarbeiten unterschiedlich. Vorgelagerte Tests in unserem Technikum dienen zur Qualifizierung der Schüttgütprozesse und für eine optimale Zusammenstellung der Produktionsverfahren und Durchsatzleistungen. Hierbei werden die Verfahrensparameter in maßstäblich verkleinerten Maschinen und Anlagen für die spätere Produktion in Großanlagen optimiert.
Eine breite Palette an Siebmaschinen sowie Big-Bag Systemen mit entsprechenden Dosier- und Abfülleinrichtungen ermöglichen die Simulation vielfältiger Anwendungen, um entsprechende Musterprodukte herzustellen und gewünschte Ergebnisse zu überprüfen. Auf Wunsch führen wir die Versuche gerne gemeinsam mit unseren Auftraggebern durch.
Unbekanntes Produkt
Technikumsversuche sind vor allem dann sinnvoll, wenn keine bzw. nur wenige Erfahrungen mit dem zu verarbeitenden Produkt vorliegen, auf die man zurückgreifen könnte, denn die Auswahl der richtigen Maschine wird vor allem durch dessen Eigenschaften bestimmt. Dazu zählen das Schüttgewicht und Kornspektrum, Fließeigenschaften, der Feuchtigkeitsgehalt oder ob das Produkt abrasiv, anbackend, staubbildend oder fetthaltig ist.
Optimale Maschineneinstellungen
Welche Maschinenvariante und welche Maschineneinstellungen zum besten Ergebnis führen und inwieweit Zusatzausstattung benötigt wird, kann oftmals erst ein Technikumsversuch beantworten. Um das volle Leistungspotenzial einer Maschine zu erreichen, muss es im Rahmen des Versuchs möglich sein, verschiedene Maschinenkonfigurationen abzubilden und vergleichen zu können. Beim Testen von Siebverfahren sind solche „Stellschrauben“ z.B. die Vibrationsamplitude (bei Vibrationssieben) bzw. der Hub (bei Schwingsieben), die Siebneigung und die verschiedenen Arten von Siebgewebe-Abreinigungen.
Vorgegebene Durchsatzleistung
Eine wichtige Anforderung bei der Verarbeitung von Schüttgütern und somit Zielvorgabe bei Technikumsversuchen ist das Erreichen einer vordefinierten Durchsatzleistung. Schüttgutverarbeitende Maschinen sind meist Bestandteil komplexer Produktionsanlagen und eingebunden in vor- bzw. nachgelagerte Herstellungsprozesse. Bei Versuchen ist es daher wichtig zu prüfen, inwieweit das vorgegebene Produktionsvolumen mit der zu testenden Maschine verarbeitet werden kann. Bei Siebmaschinen geht es vor diesem Hintergrund auch darum, die optimale Maschinengröße, Siebfläche und Siebeinstellung zu bestimmen, mit der die geforderte Siebleistung erreicht wird.
Produkt
Auftraggeber sollten exakt das gleiche Produkt als Versuchsgut zur Verfügung stellen, das auch im Echtbetrieb verwendet wird, denn jedes Schüttgut hat seine eigene Spezifikation. Die spezifischen Materialeigenschaften unterscheiden sich auch zwischen beinahe identischen Produkten, auch wenn dies manchmal nicht auf den ersten Blick erkennbar ist.
Menge
Idealerweise wird eine ähnlich große Produktmenge wie im Realbetrieb verwendet. Ist dies nicht möglich, können die Versuche auch im kleineren Maßstab durchgeführt und die passende Maschinengröße über ein scale-up Verfahren rechnerisch ermittelt werden. Eine Mehrfachverwendung des Produktes ist nur möglich, wenn sich dessen Eigenschaften durch die mechanische Beanspruchung während des Versuchs nicht verändern. Ist das der Fall muss die Menge des bereit gestellten Produkts ungleich größer sein, um trotzdem mehrere Versuche durchführen zu können.
Zielsetzung
Neben der Durchsatzleistung gibt es noch weitere Ziele die klar definiert werden sollten – z.B. die Qualität des Versuchsguts. Bei Siebtechnikversuchen wird die Produktqualität z.B. durch die Trennschärfe des Siebverfahrens bestimmt, d.h. wie genau das Siebgut in Fraktionen unterschiedlicher Korngröße getrennt wird. Ein wichtiger Qualitätsaspekt gerade bei empfindlichen Produkten ist, in wie weit das Produkt durch den verfahrenstechnischen Prozess beschädigt werden kann. Kleine Bruchstücke erhöhen den Staubanteil im Produkt, wodurch es oft in nachgelagerten Produktionsstufen nicht mehr ideal verarbeitet werden kann. Klar definierte Grenzwerte für Feinanteile schaffen Klarheit.
Produktionsumgebung
Wichtige Parameter bei der Beschreibung der Produktionsumgebung sind vor allem Informationen zu Hygiene- und Sicherheitsrichtlinien, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, verfügbare Stellfläche und ob es sich beim Aufstellort um eine ATEX-Schutzzone handelt. Je mehr Informationen im Vorfeld des Versuchs zur Verfügung stehen, desto besser kann der Versuchsaufbau unter Berücksichtigung dieser Bedingungen geplant werden.
Probenahme und Analyse
Vor Beginn des Versuchs sollte das Schüttgut analysiert werden, damit eine zu den Materialeigenschaften passende Maschine und Maschineneinstellung ausgewählt werden kann. Versuchsgut das in großen Gebinden wie Big Bags angeliefert, neigt zu einer transportbedingten Entmischung, daher sollten nur spezielle Probenahmegeräte wie z.B. Zonensammler verwendet werden, die aus jeder Schicht des Lagergebindes eine repräsentative Produktmenge entnehmen.
Werden aus dem entnommen Material weitere Teilproben benötigt, muss auch deren Zusammensetzung exakt der Gesamtmenge entsprechen. Mithilfe von Rotationsteilern kann das Material gleichmäßig auf mehrere Probeflaschen verteilt werden. Erst nach dieser Probenvorbereitung ist eine repräsentative Schüttgutanalyse möglich.
Simulation des Echtbetriebs
Ein Versuchsaufbau ist vor allem dann gut, wenn die Betriebs- und Prozessbedingungen des Betreibers so exakt wie möglich nachgestellt werden.
Bei Siebmaschinen beispielsweise ist es für den Versuchsaufbau wichtig, wie die zu testende Maschine im Echtbetrieb mit Material beschickt wird. Vorgelagerte Förderorgane aber auch der Schüttwinkel mit dem das Material in die Maschine eingeleitet wird, sind wichtige Aspekte, die die Art der Maschine, bestimmte Einstellungen oder auch den Bedarf an Zusatzausstattung determinieren. Je flexibler das Technikum hinsichtlich verfügbarer Testmaschinen und Zusatzaustattung ist, desto umfassender sind die Möglichkeiten, unterschiedliche Verfahren nachzustellen und zu vergleichen.
