AGGLOMERATION TECHNOLOGIEN

In Helmond (NL) verfügen wir über eine Anlage für kontinuierliche Agglomeration. Diese kann mit den Hochgeschwindigkeitsmischern, dem Zweischneckenextruder oder der Pelletpresse betrieben werden. Auch eine Kombination zweier dieser Maschinen ist möglich.
Bei kontinuierlichen Prozessen kommt es auf präzise Dosierung aller Komponenten an. Daher setzen wir selbstprüfende Dosierdifferenzialwaagen ein.

Nach der Agglomeration wird das Material getrocknet oder in einem kontinuierlichen Fließbetttrockner gekühlt. Anschließend wird es aus dem Trockner zu einem Zweilagen-Sieb gefördert. Übergrößen und feine Teilchen werden kontinuierlich in den Prozess zurückgeführt oder separat verpackt. Endprodukte kommen in Big Bags zur Auslieferung.

Das Pulver wird durch rotierende Schaufeln an einem vertikalen Schaft geführt. Die Einstellung der Schaufelwinkel und die Rotationsgeschwindigkeit bewirken die Änderung des Mischprofils. Eingebaute Sprühdüsen geben Flüssigkeit in die Pulvermischung. Dabei kann die Flüssigkeit auf Wasserbasis, ein nichtflüchtiges Öl oder geschmolzenes Wachs sein.

Die Verweilzeit im Mischer ist kurz, normalerweise < 2 s. So bleibt für die Absorption der Flüssigkeit in das Pulver nicht viel Zeit. Sowie der Flüssigkeitslevel ansteigt, kommt es zur Agglomeration – und das nasse Granulat fällt aus dem Mischer.

Der Mischer ist selbstreinigend: Es gibt eine flexible Membran, die nasses Material ständig von der Wand löst. Je nach Ausgangsmaterial besitzt das Trockenprodukt typischerweise eine Dichte von 400–800 kg/m3 im Schüttgut und eine Teilchengröße von 200 bis 1.800 µm. Kleinere Verteilungen sind je nach Wahl der Siebgröße vor der Verpackung möglich.

Manchmal heißt er auch Stift- oder Ringmischer. Im Lödige CB30 bewegt sich das Pulver horizontal durch den Mischer. Ein horizontaler mit hoher Geschwindigkeit rotierender Schaft mit Stiften und Schaufeln mischt das Pulver und befördert es gleichzeitig durch den Mischer.

Ein Begrenzer kontrolliert den Füllstand und die Verweilzeit im Mischer (d. h. die eingebrachte Energie). Die Verweilzeit im Mischer ist immer noch relativ kurz (Sekunden, nicht Minuten). Daher eignet sich die Anlage besser für geringe Flüssigkeitszugaben. Diese erfolgen durch den Schaft über Zuleitungen oder über Düsen in der Mischerwand. Die Dispersion gelingt ausschließlich über die mechanische Bewegung der Stifte – so ist sie typischerweise nicht so einheitlich wie beim Schugi-Mischer. Die Energiezufuhr kann bei diesem Mischer viel höher sein als beim Schugi-Mischer – so sind dichtere, robustere Agglomerate möglich.

Zwei gegenläufige Schnecken ziehen Pulver in den horizontalen Mischzylinder. Durch die Schneckenkonfiguration im Zylinder wird eine homogene Pulver-Flüssigkeit-Mischung ermöglicht, und eine hohe Energie wird zur Plastifizierung der Mischung freigesetzt. Der Extruderzylinder ist beheizt, damit sich geschmolzene Komponenten der Formulierung binden. Auch die Einspritzung von Flüssigkeiten ist möglich.

Das Produkt wird dann durch eine Matrize gepresst, die eine nudelähnliche Struktur erzeugt. Die Matrize ist üblicherweise 1–10 mm groß. Der spaghettiähnliche Strang wird entweder gekürzt, oder er bricht durch sein Eigengewicht in die gewünschte Länge, bevor das Produkt getrocknet und gekühlt wird.

Eine Pelletpresse funktioniert mit Reibung und Druck: Das Material durchläuft eine rotierende Matrize und wird in Pellets mit einem Durchmesser zwischen 2–6 mm und 6–15 mm Länge gepresst.

Verwendet werden Schmelz- oder wasserbasierte Binder. Bei wasserbasierten Bindern ist kontinuierliches Vormischen vor Beschickung der Presse möglich. Bei Schmelzbindern ist das Vormischen in Batch-Mischern wie Band- oder Pflugschar-Mischern normal. Die Matrizenwahl ist für eine erfolgreiche Pelletbildung ausschlaggebend – und damit für das Endprodukt. Dicke und Profil der Matrize steuern den Druck durch Reibung. Das erforderliche Gleichgewicht stellt sich bei ausreichendem Druck ein: Das Pellet formt sich. Es ist dann so fest, dass es bei rotierender Matrize am feststehenden Cutter geschnitten werden kann.

Der Henschel-Mischer agglomeriert kleine Pulver-Batches mechanisch: durch Schaufeln am Mischerboden. Die Zugabe von Flüssigkeit oder geschmolzenem Wachs in die bewegte Pulvermischung ist möglich, was zu mechanischer Dispersion führt. Die Agglomeration bestimmt sich durch die Schaufelgeschwindigkeit oder Energiezufuhr. Der Mischer kann genügend Energie in das gemischte Pulver einbringen, was zur Dispersion führt. Wachsbindemittel schmelzen dabei. Nach der Agglomeration wird die Geschwindigkeit des Mischers gesenkt und die Mischung für gewöhnlich in einen Glatt-Fließbetttrockner geleitet.

Wir verfügen in Crewe (UK) über zwei Fließbetttrockner. In der kleinen Anlage liegen die typischen Batch-Größen bei 100–200 l; in der großen Anlage bei 1.000–2.000 l.
Der große Hüttlin-Fließbetttrockner nutzt ein Unterboden-Sprühsystem. Die Pulverförderung in und aus dem Mischer erfolgt per Vakuum. Das spezielle Hüttlin-System kann kohäsives Pulver verarbeiten – normalerweise funktioniert die Trocknung nicht in einem Fließbett. Auch ist hier eine Hochpräzisionsbeschichtung selbst feiner Pulver mit oder ohne Agglomeration möglich.

Agglomeration mit dieser Technologie führt zu geringerer Dichte des Produktes, das mitunter bröckeliger sein kann als kontinuierlich agglomerierte Produkte. Doch sind bei diesem Prozess weit größere Flüssigkeitszugaben möglich, und man erreicht eine nahezu 100 %-ige Beschichtung. Die kleine Glatt-Anlage agglomeriert mit einem Sprühsystem von oben. Das Pulver gelangt durch Vakuumierung in den Trockner, wird agglomeriert und über ein Vakuum-Fördersystem entladen. Ein Kartuschen-Filtersystem hält feine Teilchen im Glatt-Trockner zurück.