In diesem Artikel wird auf Folgendes eingegangen:
- Die Funktionsweise des Dense-Phase-Transports
- Die Funktionsweise des Lufttransports
- Die zwei verschiedenen Formen des Dense-Phase-Transports
Die Experten von Dinnissen Process Technology stehen Ihnen für all Ihre Fragen zur Verfügung:
Nehmen Sie Kontakt auf Juul Jenneskens 077 467 3555
Dense-Phase-Transport
Beim Dense-Phase-Transport wird eine dichte Masse des Produkts durch das Transportsystem geleitet. Das Verhältnis von Luft zu Pulver ist sehr gering. Dense-Phase-Transport zeichnet sich durch einen relativ hohen Druck (ca. 5 Bar) und eine niedrige Durchflussgeschwindigkeit (bis zu 5 m/s) des zu transportierenden Produkts aus.
Dense-Phase-Transport ist ideal für den Transport von empfindlichen und abrasiven Pulvern. Dies kann sowohl mit einem Vakuumsystem als auch mit einem Überdrucksystem erfolgen. Das Vakuumsystem wird hauptsächlich für kürzere Entfernungen verwendet, während Überdruck für längere Entfernungen zum Einsatz kommt. Die Transportentfernung hängt von den Eigenschaften des Pulvers ab. Längere Transporte bergen ein höheres Risiko von Verstopfungen. Besonders bei feuchteren und fettigeren Pulvern wird das System verstopfen, wenn die zu transportierende Entfernung zu groß ist. Bei der Planung eines Dense-Phase-Transports wird dies berücksichtigt. So ist es möglich, Air-Injectoren schrittweise im System einzubauen, um Verstopfungen zu verhindern.
Der Grund für die niedrige Geschwindigkeit ist, das zu transportierende Produkt so wenig wie möglich zu beschädigen und/oder das System nicht zu schädigen. Beim Dense-Phase-Transport ist es notwendig, immer eine ausreichende Produktzufuhr zu haben. Bei einer zu niedrigen Zufuhr wird das Dense-Phase-Transport zu Dünen- oder Lufttransport. Das Risiko dabei ist, dass das zu transportierende Pulver oder das System beschädigt wird.

Dense-Phase-Transport
Lufttransport
Lufttransport, auch als Dilute-Phase-Transport bezeichnet, ist vereinfacht gesagt das Gegenteil von Dense-Phase-Transport. Beim Lufttransport wird das zu transportierende Produkt durch das System geblasen. Grundsätzlich können alle Partikel pneumatisch transportiert werden, solange genügend Luft verfügbar ist, um die Partikel über das Luft-Partikel-Gemisch zu verteilen. Das Verhältnis von Luft zu Pulver ist dabei hoch. Es müssen hohe Durchflussgeschwindigkeiten (von 11 m/s bis 16 m/s, abhängig von den Produkteigenschaften) bei niedrigem Druck (ca. 1 Bar) erreicht werden. Dabei bleibt der Großteil der Partikel in der Luft, und Partikel, die absinken, werden schnell wieder in den Luftstrom aufgenommen. Die Partikelgröße, die Schüttdichte und die Partikelform sind entscheidend für die benötigte Luftgeschwindigkeit. Ein Blatt eines Baumes wird auch schneller vom Wind weggeweht als Staubpartikel auf der Straße. Lufttransport ist besonders wichtig für Pulver, die verklumpen können, wenn sie unter Druck transportiert werden. Im Allgemeinen sollte das Verhältnis von Feststoffen zu Luft (Solids Loading Ratio) bei einem Lufttransport bei etwa 15 liegen. Bei kürzeren Rohrleitungen und höherem Druck kann dieses Verhältnis weiter steigen.
Lufttransport kann sowohl mit einem Vakuum- als auch mit einem Überdrucksystem realisiert werden. Beide Systeme werden häufig eingesetzt und können für den Transport vieler unterschiedlicher Produkte verwendet werden. Die Transportdistanz, die mit Lufttransport überwunden werden kann, hängt vollständig vom Pulver und der Leistung des Systems ab. Es ist notwendig, dass das Pulver in der Luft bleibt und nicht während des Transports absinkt, da dies zu Verstopfungen führen würde.
Beim Lufttransport wird das Produkt während des Transports stark beansprucht. Daher können zerbrechliche Pulver nicht mit Lufttransport transportiert werden. Zudem wird das System selbst stärker beschädigt durch die abrasive Wirkung des Pulvers. Aus diesem Grund ist Lufttransport keine gute Wahl für abrasive Pulver.
Zusätzliche Air-Injectoren werden beim Lufttransport nicht eingesetzt. Dies ist nicht erforderlich, da genügend Druck im System vorhanden ist, um das Produkt zu transportieren. Zudem würden zusätzliche Air-Injectoren beim Lufttransport für turbulente Strömungen sorgen, die den Durchfluss verschlechtern würden. Air-Injectoren bieten beim Lufttransport also keine Vorteile, auch nicht, um das Absinken des Pulvers zu verhindern. Das Absinken kann jedoch durch eine höhere Luftdruck im System, eine kürzere Distanz oder eine Erhöhung des Mischverhältnisses verhindert werden.

Dilute-Phase-Transport
Das Prinzip hinter dem Tap-Density-Tester ist das Hausner-Verhältnis. Dabei wird davon ausgegangen, dass stark kohäsive Pulver auch starke gegenseitige Anziehungskräfte besitzen. Diese helfen, die Schwerkraft zu überwinden, sodass die Partikel sich selbst in leeren Räumen stützen können
Die zwei Formen des Dense-Phase-Transports
Eine Form des Dense-Phase-Transports ist das Propfen-Transport. Dabei wird eine dichte Masse des Produkts abwechselnd mit Luft durch das Transportsystem geleitet. Dies führt zu einem System, in dem auf kontrollierte Weise Pulverpropfen transportiert werden. Ein Merkmal des Propfen-Transports ist die niedrige Durchflussgeschwindigkeit (ca. 6 m/s) bei niedrigerem Druck (ca. 3 Bar) im Vergleich zum Dense-Phase-Transport. Der Grund dafür liegt im Verhältnis von Luft zu Produkt. Propfen-Transport wird für dieselben Arten von Pulvern verwendet wie der Dense-Phase-Transport. Beim Propfen-Transport muss jedoch berücksichtigt werden, dass ein kleiner Teil des Produkts mit der Luft zwischen den Propfen vermischt wird. Dieses Pulver wird während des Transports beschädigt. Propfen-Transport kann mit einem Vakuum- oder Überdrucksystem realisiert werden. Aus Erfahrung zeigt sich, dass bei einem Vakuumsystem die Propfen sich besser stabilisieren als bei Überdrucksystemen. Eine klare Erklärung dafür kann nicht gegeben werden. Tests deuten darauf hin, dass der Überdruck einen zu großen relativen Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Pulverpartikeln verursacht. Dadurch kann die Oberseite des Propfens weggeblasen werden, was dazu führt, dass der gesamte Propfen zusammenbricht. Der Propfen-Transport geht dann in ein Dünen-Transport über. Wie beim Lufttransport gibt es beim Propfen-Transport keine Möglichkeit für zusätzliche Air-Injectoren. Diese würden dazu führen, dass die Propfen auseinanderfallen und das System in ein Dünen-Transport übergeht.
Eine weitere Form des Dense-Phase-Transports ist das Dünen-Transport, ein Transporttyp, der die Eigenschaften der anderen drei Transporttypen kombiniert. Das Verhältnis von Luft zu Pulver ist etwa gleich wie beim Propfen-Transport. Die Durchflussgeschwindigkeit ist etwas höher als beim Propfen-Transport (ca. 10 m/s) und der Druck etwas niedriger (ca. 2 Bar). Am Boden der Rohrleitungen bildet sich durch das Absinken des Produkts eine dichte Pulvermasse, während darüber Lufttransport stattfindet. Im Übergangsbereich zwischen der dichten Masse und der fliegenden Masse entsteht eine wellige Oberfläche, daher der Name Dünen-Transport. In diesem Bereich werden sowohl Pulverpartikel aufsteigen und wegfliegen als auch Pulverpartikel absinken und so Dünen bilden. An den Stellen, an denen sich eine Düne zu bilden beginnt, wird diese durch die zunehmende Anzahl an Kollisionen größer. Am hinteren Ende wird die Düne jedoch auch Pulver abgeben, durch relative Unterdrückung. So bleibt das System in gewissem Maße im Gleichgewicht. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass eine Düne zu groß wird oder dass sich ein Propfen bildet, der unkontrolliert durch das System transportiert wird. Dies kann zu Verstopfungen führen. Da sich das Pulver in verschiedenen Phasen transportieren kann, muss dies berücksichtigt werden. Die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen und somit von Beschädigungen bei einem spröderen Pulver ist hoch, jedoch ist die Geschwindigkeit, mit der dies geschieht, niedriger als beim Lufttransport. Zusätzliche Air-Injectoren werden bei diesem Transporttyp nicht verwendet, da sie keinen positiven Einfluss auf den Transport haben. Dünen-Transport kann sowohl mit einem Vakuum- als auch mit einem Überdrucksystem realisiert werden.

Name: Juul Jenneskens
Berater
Nehmen Sie gerne Kontakt auf, wenn Sie Fragen zu diesem Thema haben. Gemeinsam mit meinen Kollegen stehe ich bereit, um Ihnen weiterzuhelfen!
Nehmen Sie Kontakt auf Juul Jenneskens 077 467 3555 [email protected]
Möchten Sie gerne direkt einen Kundenberater sprechen?