In diesem Artikel werden folgende Themen behandelt:

  • Vor- und Nachteile des pneumatischen Transports
  • Die vier Arten des pneumatischen Transports
  • Berechnungen im pneumatischen Transport

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Vor- und Nachteile des pneumatischen Transports

Pneumatischer Transport wird seit dem Ende des 19. Jahrhunderts eingesetzt. Ursprünglich wurde er für den Transport von Getreide verwendet, hat sich jedoch durch verschiedene Innovationen zunehmend in der Industrie verbreitet. Heutzutage wird pneumatischer Transport in den Bereichen Lebensmittel, Molkereiprodukte, Tiernahrung, Futtermittel und Chemie eingesetzt. Mit diesem Verfahren wird eine große Vielfalt an trockenen Pulvern, Körnern und Granulaten transportiert.

Beispiele für pneumatisch transportierte Produkte sind: Kakao, Kaffee, Mehl, Milchpulver, Salz, Zucker, Silica, Maisstärke, Futtermittel, Premixe und Seife. Dies ist jedoch nur eine kleine Auswahl der Produkte, die in der Praxis pneumatisch transportiert werden. In den meisten Fällen wird Luft als Transportmedium verwendet. Abhängig von den Produkteigenschaften kann diese Luft konditioniert werden, indem sie gekühlt und/oder getrocknet wird. Dies ist notwendig, wenn Produkte bei Wärme verschmieren oder hygroskopisch sind.

Darüber hinaus können besondere Bedingungen, wie ATEX-Risiken oder spezifische Produkteigenschaften, den Einsatz eines anderen Gases erforderlich machen. In solchen Fällen wird Stickstoff für den pneumatischen Transport eingesetzt.

Generell ist pneumatischer Transport nicht für bruchempfindliche Produkte, sehr große Partikel oder fettige, klebrige und hygroskopische Materialien geeignet. In diesen Fällen besteht das Risiko, dass die Leitungen verstopfen. Dieses Problem wird im Druckfördertransport zusätzlich verstärkt, da die Luft durch Kompression erwärmt wird.

Einige Vorteile des pneumatischen Transports:

  • Geringer Wartungsaufwand und niedrige Arbeitskosten,
  • Staubfreier Transport einer großen Vielfalt an Produkten,
  • Sowohl horizontaler als auch vertikaler Transport möglich,
  • Hohe Flexibilität bei der Führung der Transportleitungen,
  • Geeignet für den Transport von Stoffen mit ATEX-Risiko oder Oxidationsgefahr.

Nachteile des pneumatischen Transports:

  • Hoher Energieverbrauch,
  • Verschleiß von Rohrleitungen und anderen Anlagenteilen durch die Abrasivität der Produkte,
  • Risiko von Produktbruch,
  • Kontamination zwischen verschiedenen Chargen,
  • Begrenzte Transportdistanzen, abhängig vom angewendeten Konzept.
Pneumatisch Transport 1.JPG

Pneumatischer Transport

Die vier Arten des pneumatischen Transports

Dies sind Dense-Phase-Transport, Pfropfen-Transport, Dünen-Transport und Flugtransport. Die Eigenschaften des zu transportierenden Produkts sollten ausschlaggebend für die Wahl des Transporttyps, die Durchflussgeschwindigkeit, den absoluten Druck und die Rohrdurchmesser im System sein. Letztendlich bestimmen diese Faktoren zusammen die maximale Transportlänge des Produkts. Zusätzlich sind Prozesseigenschaften relevant für die getroffene Wahl. Bruch, der durch das System verursacht wird, Erwärmung des Produkts, die zu Verschmierung führt, oder ATEX-Risiken im Prozess sind Beispiele für Aspekte, die bewertet und in das endgültige Design einbezogen werden müssen.

Eine weitere Möglichkeit zur Einteilung des pneumatischen Transports ist die Art, wie das Produkt transportiert wird. Dies kann durch Überdruck, Unterdruck oder in einem geschlossenen Kreislaufsystem erfolgen. Der Vorteil eines Überdrucksystems besteht darin, dass größere Entfernungen überbrückt werden können. Der Nachteil ist, dass ein höheres Risiko für Produktleckagen besteht. Der Vorteil eines Unterdrucksystems ist, dass einfacher mehrere Einlasspunkte geschaffen werden können und das Risiko von Produktleckagen geringer ist. Ein Nachteil ist, dass damit keine so großen Entfernungen überbrückt werden können.

Die Wahl zwischen Saug- oder Druckförderung wird meist durch folgende Faktoren bestimmt:

Saugförderung:

  • Es sind mehrere Entnahmestellen möglich, beispielsweise mit mehreren Schleusen hintereinander.
  • Leckluft aus Schleusen ist weniger kritisch, muss jedoch in die Berechnung einbezogen werden.
  • Die Transportdistanz ist aufgrund des maximalen Druckunterschieds von ca. 500 mbar begrenzt.
  • Aufgrund der geringeren Luftdichte ist ein größerer Rohrdurchmesser erforderlich.
  • Das zulässige Schüttgewicht des zu transportierenden Produkts ist begrenzt.

Druckförderung:

  • Der Einfüllpunkt muss luftdicht sein.
  • Eine luftdichte Ausführung des Systems ist von großer Bedeutung.
  • Leckluft in Schleusen ist bei einer Druckförderung äußerst kritisch.
  • Die Blower-Leistung muss bei der Verwendung von Schleusen aufgrund der Leckluft größer gewählt werden.
  • Große Transportdistanzen sind möglich.
  • Höhere Schüttgewichte sind möglich.

Die Basis eines pneumatischen Systems besteht immer aus vier Hauptkomponenten:

  1. Die treibende Kraft: Dies kann ein Ventilator, Blower, Vakuumpumpe oder Kompressor sein.
  2. Ein Produktförderer: Dieser dient zur Zuführung des Produkts in das pneumatische Transportsystem.
  3. Rohrleitungen: Diese bestehen aus Rohren, Bögen, Weichen, Divertern und Kupplungen.
  4. Abscheider: Hier muss das Gas wieder vom Produkt getrennt werden.
pneumatic conveying system.jpg

Pneumatischer 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

In de onderstaande tabel zijn de verschillende vormen van pneumatisch transport naast elkaar uitgezet

Type transportDrijvende krachtSysteemdrukMaximale afstandVoordelenNadelen
FlugtransportDruckförderungmax. 800 mBar150 Meter
  • Größere Entfernungen (>100 m) möglich
  • Höheres Risiko von Produktbruch
  • Erhöhte Staubentwicklung
  • Leckluft kann Probleme im System verursachen
  • Höheres Risiko der Segregation
FlugtransportSaugförderungMin. -500 mBar100 Meter
  • Kein austretender Staub
  • Mehrere Einlasspunkte möglich
  • Höheres Risiko von Produktbruch
  • Geringere überbrückbare Entfernungen
  • Dickeres Rohrleitungssystem erforderlich
  • Höheres Risiko der Segregation
Dense-PhaseDruckförderung1 Bar - 5 Bar200 Meter
  • Größere Entfernungen (>100 m) möglich
  • Weniger Produktbruch
  • Geringeres Risiko der Segregation
  • Erhöhte Staubentwicklung
Dense-PhaseSaugförderungMin. -900 mBar100 Meter
  • Weniger Produktbruch
  • Mehrere Einlasspunkte möglich
  • Geringeres Risiko der Segregation
  • Geringere überbrückbare Entfernungen

Berechnung des pneumatischen Transports

Während des Transports der Partikel durch das Rohrleitungssystem mit Hilfe des Gases hat das Gas eine bestimmte Geschwindigkeit. Im Gegensatz zu dem, was man zunächst erwarten würde, ist die Geschwindigkeit der Partikel nicht gleich der Geschwindigkeit des Gases. Da die Partikel Reibung in der Luftströmung erfahren, durch die Schwerkraft beeinflusst werden und gegen die Wände der Rohre stoßen, werden sie eine geringere Geschwindigkeit haben als die Luftströmung. Der Unterschied in der Geschwindigkeit wird als Slipfaktor bezeichnet.

$F_{slip}\ =\frac{V_{lucht}}{V_{deeltje}}$
$F_{slip}\ =\ slipfactor$
$V_{lucht}\ =\ luchtsnelheid\ in\ het\ leidingwerk\ \left(m/sec\right) $
$V_{deeltje}\ =\ deeltjessnelheid\ in\ het\ leidingwerk\ \left(m/sec\right)$
Juul Jenneskens

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