Siebtechnik für Profis – von Profis

Die industrielle Siebtechnik zählt zu den ältesten und am weitesten verbreiteten Technologien bei der Verarbeitung von Schüttgut. Vereinfacht gesagt ist ein Sieb eine Vorrichtung zum Trennen fester Stoffe nach dem Kriterium Korngröße.

Ein inhomogenes Feststoffgemisch mit unterschiedlichen Korngrößen wird beim Passieren des Siebes in mindestens zwei Fraktionen getrennt, die sich in ihrer minimalen und maximalen Korngröße signifikant voneinander unterscheiden. Die Abtrennung erfolgt dabei mit einem Siebeinleger, der entweder mit Lochblech oder Gewebe ausgeführt ist.

Je nach vorhandenem Kornspektrum und gewünschtem Siebergebnis ist das Maschengewebe feiner oder grober. Partikel, die größer als die Sieböffnungen sind, bleiben als Grob- oder Überkorn auf dem Sieb liegen, während kleinere Partikel als Unter- bzw. Feinkorn nach unten durch die Maschen fallen. Als Steck- oder Grenzkorn werden Produktpartikel bezeichnet, deren Größe den Sieböffnungen entspricht. Diese Partikel verklemmen sich beim Siebprozess in den Sieböffnungen und verstopfen so das Siebgewebe. Die regelmäßige Reinigung des Siebeinlegers ist daher eine wichtige Voraussetzung für einen optimalen Wirkungsgrad von Siebmaschinen.

Ein wichtiger Ausgangspunkt bei der Wahl der richtigen Siebtechnik ist dessen Funktion im Produktionsprozess. Engelsmann bietet Siebtechnik für sechs verschiedene Verfahren des industriellen Siebens.

Schutzsiebung

Die Schutzsiebung wird durchgeführt, um Fremdkörper abzutrennen, die versehentlich in das Produkt gelangt sind.

Schutzsiebmaschinen von Engelsmann

Grob- bzw. Überkornabtrennung

Mit dem Einsatz entsprechender Siebtechnik werden Produktpartikel abgetrennt, die überhalb des geforderten Kornspektrums liegen. Sie werden entweder dem Produktionsprozess wieder zugeführt oder entsorgt.

Siebmaschinen zur Grobkornabtrennung von Engelsmann

Feinkornabtrennung

Der Einsatz von Siebtechnik bei der Feinkornabtrennung zielt darauf ab, feine Produktpartikel oder Staub abzutrennen.

Siebmaschinen zur Feinkornabtrennung von Engelsmann

Klassiersiebung

Mehrstufiges Siebverfahren, bei dem ein inhomogenes Feststoffgemisch in mindestens zwei Fraktionen getrennt wird, wobei jede Fraktion einem bestimmten vorgegebenen Kornspektrum entspricht.

Klassiersiebmaschinen von Engelsmann

Desagglomerieren

Hierbei werden Agglomerate im Siebgut, die sich z. B. während der Produktion gebildet haben, mit dem Einsatz spezieller Siebtechnik mechanisch in Korngrößen aufgelöst, die ein Passieren des Siebgewebes ermöglichen.

Auflösen von agglomeriertem Schüttgut

Siebmaschinen zum Desagglomerieren von Engelsmann

Passieren

Passiersiebmaschinen kommen vor allem bei pastösen Produkten zum Einsatz, die störende Agglomerate bzw. Klumpen beinhalten. Diese werden bei Passiersieben mit Hilfe von rotierenden Abstreifleisten durch das Siebgewebe passiert und so vollständig aufgelöst.

Passiersiebmaschinen von Engelsmann

Eine Siebmaschine besteht aus einem runden oder rechteckigen Gehäuse, in dem sich der Siebeinleger befindet - das Herzstück jeder Siebmaschine. Die Maschine wird über einen Einlauf am Gehäuse mit dem Siebgut beschickt. Damit der Siebprozess möglichst schnell und effizient abläuft, muss das Gehäuse mit dem Siebeinleger in Bewegung versetzt werden. Dies geschieht in der Praxis auf drei verschiedenen Wegen: mit Vibration, durch eine kreisförmige- oder lineare Schwingbewegung sowie durch Rotation. Dementsprechend wird Siebtechnik von Engelsmann in Vibrations-, Hubsieb- und Zentrifugalsiebmaschinen unterschieden.

Vibrations- und Hubsiebmaschinen sind mit flachen, horizontal gelagerten Siebeinlegern ausgestattet und nutzen neben der Bewegung vor allem Gravitation für die Siebung. Zentrifugalsiebe dagegen verfügen über einen zylindrischen Siebkorb, in dem sich eine rotierende Welle mit Rotorleisten befindet, die das Material gleichmäßig auf die Siebfläche verteilt. In diesem Fall geschieht die Produktsiebung also durch Zentrifugalkraft.

Das Siebgehäuse ist in der Regel auf ein Gestell montiert und bildet mit ihm entweder wie bei Zentrifugalsiebmaschinen eine feste Einheit, oder ist wie bei Schwingsieben mit Hilfe von Federn flexibel gelagert, damit sich das Siebgehäuse innerhalb des Gestells frei bewegen bzw. schwingen kann. Die Schwingungs- bzw. Vibrationsamplitude wird mit Hilfe von Vibrationsmotoren oder Schwungantrieben gesteuert. Die Bewegungsenergie bewirkt, dass kleinere Partikel schnell das Siebgewebe passieren, während das auf dem Siebgewebe aufliegende Grobkorn über den Siebüberlauf aus der Maschine geschleust wird. Je nach Anzahl der Fraktionen bzw. installierten Siebdecks befinden sich daher ein oder mehrere Auslaufstutzen an einer Siebmaschine.

Bei vielen Schüttgütern kommt es während des Siebprozesses zu Steckkorn. Um zu verhindern, dass sich das Siebgewebe zusetzt und die Siebmaschine an Durchsatzleistung verliert, ist die regelmäßige Abreinigung des Gewebes in vielen Fällen unabdingbar. Viele Industriesiebe verfügen daher über ein integriertes Abreinigungssystem. Für den Einsatz unserer Siebtechnik haben wir unterschiedliche Systeme der Siebabreinigung entwickelt.

Kugelabreinigungssystem

Bei der Kugelabreinigung des Siebgewebes prallen die im unteren Bereich des Siebeinlegers eingearbeiteten Kugeln durch die Rüttelbewegung des Siebes von unten an das Siebgewebe und lösen dadurch das Steckkorn, das sich in den Siebmaschen verklemmt hat.

Dreiecksabreinigung

Nach dem gleichen Prinzip wie das Kugelabreinigungssystem funktionieren Dreiecksabreinigungen. Statt Kugeln werden hierbei flache, dreieckige Kunststoffteile verwendet, die je nach Siebprodukt mit Noppen oder kurzen Borsten ausgestattet sind und von unten an das Siebgewebe schlagen bzw. die verstopften Siebmaschen durchstoßen.

Ultraschallabreinigung

Bei Ultraschallsystemen wird das Siebgewebe durch Schallwellen in Schwingungen mit extrem niedriger Amplitude versetzt. Diese Art der Abreinigung wird vor allem bei feinpulvrigen Materialien unter 500 µm eingesetzt.

Anschlagsystem

Bei besonders schwierigen Produkten wie beispielsweise fetthaltige Nusssplitter stoßen jedoch selbst gängige Abreinigungssyteme an ihre Grenzen. Zum einen verkeilen sich die Splitter regelrecht in den Maschen und kleben zusammen, zum Anderen sind sie so empfindlich, dass sie z.B. bei Verwendung einer Ball- oder Dreiecksabreinigung zu einem Brei zerdrückt werden und so nicht mehr für das Endprodukt verwendbar sind.

Hier haben unsere Ingenieure in Verbindung mit der Langhubsiebmaschine „JEL Freischwinger“ ein spezielles Anschlagsystem entwickelt, dass mit einem Zusammenspiel von Schwungantrieb und Siebtrog funktioniert: Der Trog hängt an mehreren Kunststofffederlementen frei im Gestellrahmen und wird durch den Antrieb in eine horizontale Schwingung versetzt. An Trog und Rahmen befinden sich Anschlagstutzen aus Gummi, die aufeinanderprallen, ohne dass die Siebmaschine oder das Produkt dabei beschädigt werden. Durch den Schlagimpuls wird selbst hartnäckigstes Steckkorn sofort und produktschonend gelöst.

Um für den individuellen Anwendungsfall die passende Siebtechnik zu finden, müssen mehrere Auswahlkriterien berücksichtigt werden.

Siebgut

Das Siebgut und seine Eigenschaften sind der wohl wichtigste Faktor bei der Auswahl des Siebmaschinentyps und der Auslegung der Siebmaschine. Erst wenn das zu siebende Produkt im Vorfeld detailliert beschrieben wird, kann eine passgenaue Auslegung einer entsprechenden Siebtechnik-Lösung erfolgen. Wichtige Parameter bei der Beschreibung von Materialeigenschaften sind z.B. das Schüttgewicht und der Schüttwinkel, die Fließeigenschaften, der Feuchtigkeitsgehalt, die Temperatur oder ob das Produkt abrasiv, anbackend oder fetthaltig ist.

Siebverfahren

Die genaue Kenntnis von Materialeigenschaften sowie die klar definierte Aufgabenstellung im Hinblick auf die Art des Siebverfahrens (Schutz-, Überkorn-, Klassiersiebung, etc.), lassen in der Regel erste Rückschlüsse auf die geeignete Siebtechnik und die Auslegung der Siebmaschine (Werkstoffe, Funktionen, etc.) zu.

Die eigentliche Prozesssicherheit bzw. die Eignung der eingesetzten Siebtechnik und des Verfahrens kann im Rahmen von Testversuchen überprüft werden. Gerade bei schwierigen Produkten und komplizierten Produktionsverfahren bieten Tests die Möglichkeit, eine Feinabstimmung vorzunehmen und gegebenenfalls den Siebprozess durch Anpassung der Maschinenkonfiguration zu optimieren.

Siebfläche

Ein weiterer wichtiger Aspekt, ist auch die Wahl der richtigen Siebfläche. Auch sie ist wesentlich von Materialeigenschaften wie der Fließfähigkeit abhängig. Ist die optimale Maschenweite des Siebgewebes für das zu erzielende Kornspektrum gefunden, sollte die Siebfläche so gewählt werden, dass die vom Betreiber gewünschte Durchsatzleistung erreicht wird, ohne dass sich das Siebgut bei der Beschickung zu hoch über dem Siebeinleger aufbaut. Sonst besteht die Gefahr, dass das Produkt aufgrund der Siebbewegung ohne Passieren des Gewebes durch den Überlauf aus der Siebmaschine geleitet wird. Wird die Siebfläche zu groß ausgelegt, bleibt ein Teil des Gewebes praktisch ungenutzt und führt unweigerlich zu unwirtschaftlichen Siebprozessen.

Reinigung

Das Reinigen der Industriesiebe führt bei entsprechend hoher Frequenz zu hohem Zeit- und Kostenaufwand bzw. Stillstandszeiten. Bei der Anschaffung von Siebtechnik ist daher unbedingt darauf zu achten, dass deren Komponenten schnell, einfach und vor allem rückstandsfrei zu reinigen sind.

Produktrückstände, die sich trotz gründlicher Reinigung nicht vollständig entfernen lassen, können verderben und zu Keimbildung im Produkt führen. Werden verschiedene Produkte über dieselbe Anlage produziert, können Rückstände zu Produktkontaminationen führen – auf Kosten der Qualität und Reinheit der Endprodukte. Alle produktberührenden Teile der Siebtechnik wie das Innengehäuse, der Siebeinleger sowie Ein- und Ausläufe sollten daher konstruktionstechnisch keine Toträume aufweisen, in denen sich feinste Produktpartikel festsetzen können.

Auch Schweißnähte bzw. Kanten sollten abgerundet sein und keine spitzen Winkel ausbilden. Sämtliche Oberflächen der Siebmaschine sollten auch möglichst glatt und frei von Rissen sein. Hier hat sich Edelstahl mit entsprechender Oberflächenver­edelung (z.B. spiegelpoliert) bzw. möglichst niedrigen Rautiefen (< 0,8 μm) durchgesetzt. Darüber hinaus bietet Edelstahl auch eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen chemische Reinigungsmittel oder aggressive Siebprodukte, die die Oberflächen angreifen.

Gerade für Anwendungsfälle in denen eine gründliche Reinigung der Siebmaschine essenziell ist, bieten Rundsiebe aufgrund ihrer Bauweise Vorteile. Das runde Siebgehäuse ist totraumfrei und daher besonders einfach und gründlich reinigbar. Engelsmann bietet zu diesem Zweck das Vibrationsrundsieb JEL VibRS. Auch Rechteck- und Zentrifugalsiebe sind bei Anwendungen mit hohen Hygiene­ansprüchen sehr gut einsetzbar, solange sie im Hygienic Design konstruiert wurden - mit entsprechend vergrößerten Radien, ohne Toträume und mit durchgängig glatten Oberflächen. Das Rechtecksieb JEL Konti ist beispielsweise mit vergrößerten Radien, ohne Toträume und mit durchgängig glatten Oberflächen ausgestattet und entspricht so auch höchsten Hygieneanforderungen – trotz der rechteckigen Bauweise.

Um bei der Reinigung der Siebe die Stillstandszeiten der Anlagen auf ein Minimum zu reduzieren, ist es von Vorteil, wenn die Siebmaschinen direkt am Einsatzort gründlich und ohne vorherige Demontage gereinigt werden können (CIP). Aber auch bei Einsatzfällen, in denen die Reinigung in separaten Räumlichkeiten durchgeführt und die Siebmaschine zwangsläufig demontiert und wieder zusammengebaut werden muss, bieten wir modular aufgebaute Industriesiebe bei denen dies schnell und bedienerfreundlich durchführbar ist.

Betrieb und Wartung

Industriesiebe zählen zu den wichtigsten Anlagenkomponenten im Rahmen von Produktionsprozessen und liefern einen entscheidenden Beitrag zur Sicherheit und Qualität von Produkten. Daher müssen sie zu jeder Zeit zuverlässig funktionieren – und das möglichst effizient und wirtschaftlich. Ein wesentlicher Aspekt beim Betrieb und der Wartung von Siebmaschinen ist der Wechsel des Siebeinlegers, falls es im Rahmen der Produktion notwendig ist, auf eine andere Maschenweite umzurüsten oder den Einleger aufgrund eines defekten Siebgewebes auszutauschen.

Bei vielen Siebmaschinen ist dies nur möglich, wenn die Maschine zumindest teilweise zerlegt wird. Wie bei der Reinigung ist dabei die Stillstandszeit das Hauptproblem. Betreiber sollten darauf achten, dass der Siebwechsel idealerweise werkzeugfrei und mit nur wenigen Handgriffen erfolgen kann. Gleiches gilt natürlich auch für den Austausch anderer defekter Komponenten – auch hier wirken sich ein schneller Zugang und eine einfache Demontage positiv auf die Stillstandszeiten aus.

Während des Maschinenbetriebs sollte der Bediener zudem die Möglichkeit haben, Siebeinstellungen wie die Neigung des Siebdecks oder die Schwing- bzw. Vibrationsamplitude des Antriebs schnell an sich verändernde Anforderungen anpassen zu können.

Engelsmann bietet die optimale Lösung zur Aufbewahrung Ihrer Siebeinleger: Mit den neuen Einlegerschränken können Sie aktuell nicht verwendete Siebeinleger gut geschützt zwischenlagern. Die Baugröße der Schränke und die Lage der Einschubfächer sind individuell anpassbar, sodass auch Einleger mit empfindlichen Abreinigungssystemen genug Platz haben und nicht beschädigt werden können. Der Schrank kann mit Hilfe einer robusten Tür, Spannvorrichtungen und einer durchgängigen Dichtung staubdicht verschlossen werden. Für die Lagerung von Siebeinsätzen, die sich beim Sieben von Produkten mit hoher Temperatur aufheizen, wurde die Tür mit Entlüftungsschlitzen ausgeführt, so dass die Siebeinleger ungehindert abdampfen können, ohne dass sich im Lagerschrank zu viel Feuchtigkeit bildet. Gleichzeitig ist der entwickelte Einlegerschrank auch ein optimaler Transportbehälter, falls Siebeinleger zur Siebmaschine oder zur Neubespannung transportiert werden müssen. Engelsmann bietet zwei Varianten des Behältnisses: Einlegerschränke mit Aufnahmemöglichkeit durch einen Stapler oder mit angebautem Fahrgestell.