Dieser Artikel behandelt:

  • Die Eigenschaften, die die Auswahl der Rohrleitungen beeinflussen
  • Der Einfluss des Rohrdurchmessers
  • Die Bedeutung einer hochwertigen Schweißarbeit
  • Der Einsatz von Schläuchen für Flexibilität
  • Die Auswirkungen von Biegungen auf den Transport
  • Die verschiedenen Arten von Ventilen

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Eigenschaften, die die Auswahl der Rohrleitungen beeinflussen

Natürlich ist die Wahl des Eintrittspunkts, die Art und Weise, wie die Luft bewegt wird, sowie der Empfangspunkt entscheidend für die Funktionsweise des Systems. Aber auch die Wahl der anzuwendenden Weichen, Rohrleitungen und Bögen ist entscheidend für das ordnungsgemäße Funktionieren eines pneumatischen Transportsystems. Besonders wenn die zu transportierenden Pulver zerbrechlich, fettig, abrasiv oder kohäsiv sind, kann eine sorgfältige Auswahl entscheidend für die Leistung und Lebensdauer des Systems sein.

Letztlich beeinflusst auch der Durchmesser der Rohrleitung die Kapazität des Systems. Bei einem Rohrdurchmesser von 80 mm beträgt die Fläche des Rohrdurchmessers 0,0050 m². Wird der Rohrdurchmesser bei der Auswahl des Systems auf 100 mm erhöht, beträgt die Fläche des Rohrdurchmessers 0,0079 m². Dies scheint ein marginaler Unterschied zu sein, aber durch die Erhöhung des Rohrdurchmessers um 25 % sinkt die Luftgeschwindigkeit um 56,25%. Dadurch müssen auch andere Entscheidungen getroffen werden, um die erforderliche Luftgeschwindigkeit zu erreichen. Dies hat Auswirkungen auf sowohl die CAPEX als auch die OPEX. Die anfängliche Investition wird durch die Erhöhung des Rohrdurchmessers höher sein, aber auch die Energiekosten über die Lebensdauer werden erheblich steigen. Letztlich ist dies nur ein Teil der Entscheidungen, die im Zusammenhang mit den Rohrleitungen getroffen werden müssen. Auch Aspekte wie das verwendete Material, die Wandstärke, die Oberflächenbehandlung, die Rohrverbindungen und Bögen, die anzuwendenden Bögen und mögliche Schritte im Rohrdurchmesser sind Überlegungen, die angestellt werden müssen. All diese Entscheidungen werden durch das Produkt, die zu verlegende Rohrstrecke, die gewünschte Kapazität und die Art des angewandten pneumatischen Transportsystems beeinflusst. Die Art und Weise, wie die Rohre miteinander verbunden sind, hat letztlich auch Auswirkungen darauf, wie die Rohrleitungen gereinigt und Blockaden beseitigt werden können.

CIP Pressure vessel conveying

Dense-Phase-Transport

Der Einfluss des Rohrdurchmessers

Sowohl bei Dense-Phase-Blas- als auch Saugguttransport wird durch die Ausdehnung der Luft die Transportspeed des zu transportierenden Pulvers steigen. Durch das stufenweise Erhöhen des Rohrdurchmessers kann die Transportspeed etwas stabilisiert werden. Eine Erhöhung des Rohrdurchmessers kann auch verwendet werden, um die Geschwindigkeit am Empfangspunkt in einem Vakuumtransport zu verringern. Am Empfangspunkt wird das Pulver dann nicht mit hoher Geschwindigkeit einströmen. Dies liegt daran, dass der Druck bei einer Volumenvergrößerung schnell abnimmt. Dies wird durch die folgende Formel belegt:

$P_1×V_1=P_2×V_2$

Wenn V2 vergrößert wird, muss P2 kleiner werden. Dadurch verringert sich die Geschwindigkeit des Pulvers. Das folgende Rechenbeispiel verdeutlicht dies. Wenn das Produkt in einer Rohrleitung mit einem Durchmesser von 100 mm eine Anfangsgeschwindigkeit von 20 m/sec hat und aufgrund eines Druckabfalls von 250 mBar die Geschwindigkeit um 25 % steigt, wird die Geschwindigkeit des Produkts 25 m/sec betragen. Wenn nun der Rohrdurchmesser auf 110 mm vergrößert wird, wird die neue Geschwindigkeit des Produkts 20,66 m/sec betragen. Ein wichtiger Hinweis bei der Anwendung von gestuften Rohrleitungen ist, dass die Produktausgangsgeschwindigkeit niemals unter die Anfangsgeschwindigkeit fallen darf. Wenn also im obigen Beispiel der Rohrdurchmesser auf 125 mm vergrößert werden würde, würde die Geschwindigkeit 16 m/sec betragen. Dies ist niedriger als die Anfangsgeschwindigkeit von 20 m/sec. Dadurch würde das Produkt in der Leitung absetzen und Verstopfungen verursachen.

Abbildung einer Dinnissen pneumatischenb förderungslösung

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

Die Bedeutung von hochwertiger Schweißarbeit

In der Lebensmittelindustrie und Pharmazie wird in der Regel aus hygienischen Gründen Edelstahlrohrleitungen gewählt. Nicht nur das gewählte Rohrmaterial ist entscheidend für ein gutes System. Auch die Schweißarbeiten an den Rohrleitungen müssen bestimmten Anforderungen entsprechen.

Diese Schweißflächen in Edelstahlrohren sind häufig die Teile, die zuerst abnutzen und die auch die Hygiene beeinträchtigen können. Um diese Abnutzung so lange wie möglich hinauszuzögern, sollten die geschweißten Teile idealerweise alle folgenden Punkte erfüllen:

  • Eine vollständige Durchschweißung,
  • Keine Risse oder Porositäten,
  • Keine Durchbrennstellen,
  • Eine gute Verschmelzung und Ausrichtung der Rohrleitungen,
  • Achtung auf interne Verfärbungen, Hohlräume und/oder Wölbung und/oder Einschlüsse,
  • Die Oberflächenrauheit darf nicht zunehmen,
  • Die Rohrleitungen dürfen keine Unregelmäßigkeiten aufweisen,
  • Das Schweißen darf das Material metallurgisch nicht verändern.

Wenn hochqualitische Schweißarbeiten für den pneumatischen Transport erforderlich sind, erfordert dies hochqualifizierte Schweißfachleute.

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Schweißen von pneumatischen Rohrleitungen

Der Einsatz von Schlauch für Flexibilität

Für die Flexibilität des Systems kann auch Schlauch eingesetzt werden. So wird Schlauch beispielsweise beim Anschluss von Bulk-Wagen an das pneumatische Transportsystem verwendet. Auch im pneumatischen Transport kann flexibler Schlauch Anwendung finden. Beim Dense-Phase-pneumatischen Transport kann flexibler Schlauch verwendet werden, um Verstopfungen in den Rohrleitungen zu verhindern. Besonders bei feinen Pulvern, Pulvern mit hohem Fettgehalt oder klebrigen Pulvern kann sich das Pulver an den Wänden von Stahlrohren anhaften und eine Schicht aufbauen. Diese Schicht kann allmählich dicker werden, bis sie so weit aufgebaut ist, dass sie die Rohrleitung verstopft. Dies wird verhindert, wenn solche Pulver durch einen dünnwandigen Gummischlauch transportiert werden. Die natürliche Bewegung und Biegung des Schlauchs aufgrund der Pulsationen des Luftdrucks und der Produktverlagerung ist in der Regel ausreichend, um zu verhindern, dass sich Pulver in den Rohrleitungen ablagert. Der Schlauch sollte so installiert werden, dass er sich frei bewegen kann, aber ausreichend Unterstützung hat, um ihn weitgehend gerade zu halten.

Der Effekt von Bögen auf den Transport

Durch den Einsatz von Bögen im pneumatischen Transport wird die Routing flexibel. Dennoch sollten Bögen so weit wie möglich vermieden werden. Jeder Bogen verursacht zusätzlichen Widerstand im pneumatischen Transport, wodurch der benötigte Luftdruck steigt. Als Faustregel gilt, dass jeder Bogen gleich 6 Meter Rohrleitung entspricht, um den Druckabfall zu bestimmen. Um Bögen zu vermeiden, könnte man in Erwägung ziehen, den pneumatischen Transport unter einem Winkel zu verlegen. Tests haben jedoch gezeigt, dass dies energetisch sehr ungünstig ist. Der Effekt hängt stark vom zu transportierenden Produkt ab, aber es wird mehr Luftdruck und Luftstrom benötigt, um das Produkt zu transportieren. Darüber hinaus sind Bögen eine wichtige Ursache für Brüche bei zerbrechlichen Produkten.

Die Vermeidung von Abnutzung

Eine häufige Eigenschaft von pneumatisch zu transportierenden Produkten ist Abrasivität. Dies führt zu Abnutzung in den Rohrleitungen. Durch den Einsatz einer größeren Wandstärke kann hier entgegengewirkt werden. Besonders an den Bögen, die für diese Rohrleitungen verwendet werden, sollte besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Beim Lufttransport werden die Pulverpartikel relativ häufig die Wände der Bögen berühren. Durch den Einsatz spezieller Basaltbögen oder keramisch beschichteter Bögen kann die Abriebfestigkeit der Bögen erheblich verbessert werden. Eine andere Lösung sind speziell gestaltete Bögen. Bei diesen Bögen wird die Form so gewählt, dass durch Turbulenzen das zu transportierende Produkt nicht die Wand berührt, sondern die anderen transportierten Produkte. Der Vorteil davon ist, dass die Abnutzung der Bögen erheblich reduziert wird. Es gibt jedoch auch Nachteile: Die Turbulenzen im Bogen verursachen ebenfalls einen Druckabfall. Darüber hinaus ist es bei begrenzt haltbaren Produkten nicht klar, wie lange sie im System verbleiben. Dinnissen hat hierfür den patentierten Aeolus-Bogen entwickelt. Durch die spezielle Formgebung dieses Bogens ist dieser abriebfest, das Anhaften von Produkt im Bogen wird verhindert, der Druckabfall ist minimal und schwer haltbare Produkte sammeln sich nicht in „toten Zonen“ an. Diese Bögen wurden bereits zahllose Male erfolgreich bei abrasiven Produkten wie Laktose eingesetzt.

Die verschiedenen Arten von Ventilen

Im pneumatischen Transport wird eine große Vielfalt an Ventilen verwendet, um den Produktstrom zu isolieren. Die folgenden Ventile kommen im pneumatischen Transport zum Einsatz:

  • Discharge Valve: Bei diesen Ventilen wird ein Schieber im Produktstrom eingesetzt. Diese Ventile können Turbulenzen im Produktstrom verursachen, wenn sie innen nicht perfekt glatt sind. Sie sind anfällig für Abnutzung während des Öffnens und Schließens in einem Produktstrom. 
  • Kugelhahn: Bei diesen Ventilen dreht sich eine Kugel mit einer Öffnung im Produktstrom. Dies macht dieses Ventil besonders anfällig in Produktströmen, in denen abrasive Pulver transportiert werden.

Aeolus-Bogen, patentiert von Dinnissen Process Technology

Juul Jenneskens

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