Siebung von Pulvern, Partikeln und Granulaten.

Mit einem Sieb lassen sich große und kleine Partikel voneinander trennen. Dieser Artikel behandelt:

  • Die Trennung von Mischungen mittels Siebung
  • Verschiedene Arten von Siebmaschinen

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Prinzip der Siebung

Ein Sieb ist ein Werkzeug, das zur Trennung von Mischungen aus Pulvern, Partikeln oder Granulaten anhand der Korngröße verwendet wird. Siebe können auch eingesetzt werden, um feste Partikel von Flüssigkeiten zu separieren. Die Trennwirkung eines Siebs basiert auf einer Platte mit Öffnungen eines einheitlichen Durchmessers. Wenn ein Gemisch aus großen und kleinen Partikeln auf die Siebplatte gegeben wird, passieren die kleineren Partikel die Öffnungen, während die größeren Partikel zurückgehalten werden. Was durch die Siebplatte gelangt oder zurückbleibt, wird also basierend auf der Partikelgröße in Relation zu den Öffnungen der Siebplatte sortiert.

Im Alltag werden Siebe regelmäßig genutzt und auf verschiedene Weise eingesetzt. In der Küche werden sie beispielsweise zum Sieben von Backmehl oder Mehl verwendet oder um geleeartige Substanzen durchzupressen und Klümpchen zu vermeiden. In diesen Fällen hat das Sieb nicht nur eine trennende Funktion, sondern sorgt auch dafür, dass Teile der Mischung eine kleinere Partikelgröße erhalten.

In der Industrie kommen verschiedene Arten von Siebmaschinen zum Einsatz, um Partikelmischungen zu trennen. Beispiele hierfür sind Maschinen zur Sortierung von landwirtschaftlichen Produkten nach Größe, zur Abfalltrennung oder zur Entfernung von Steinen aus Sand.

Auf Basis des oben beschriebenen Siebprinzips ermöglichen verschiedene Arten von Siebmaschinen eine Vielzahl von Verarbeitungsprozessen:

  • Scalping: Dies ist das Abscheiden eines kleinen Anteils grober Partikel aus einem Produktstrom.
  • Kontrolle: Dient der Sicherheitsabsiebung zur Entfernung von Verunreinigungen.
  • Fraktionierung: Bezeichnet die Aufteilung eines Produktstroms in verschiedene Produktfraktionen basierend auf der Korngröße.
  • Entstaubung: Dies ist die Entfernung des Staubanteils aus dem Produktstrom.
Vibrationssiebmaschine 04

                              Vibrationssiebmaschine

Arten von Siebmaschinen

In der Industrie werden für zahlreiche Anwendungen verschiedene Arten von Siebmaschinen eingesetzt. In den verwendeten Siebmaschinen kommen die folgenden Siebprinzipien am häufigsten vor:

  • Trommelsieb
  • Taumelsieb
  • Zentrifugalsieb
  • Vibrationssieb – Flachsieb – Schwingsieb
  • Plansichter – Mehrdeck-Siebmaschine

Trommelsieb

Die Funktionsweise eines Trommelsiebs beruht auf der Trennung von Partikeln unterschiedlicher Größe mittels einer rotierenden Trommel. Die Trommel ist schräg angeordnet, sodass die Partikel durch die Schwerkraft nach unten bewegt werden. In der Trommel ist eine Siebperforation angebracht, durch die die kleineren Partikel entweichen können, wodurch eine Trennung zwischen den größeren und kleineren Partikeln erfolgt.

Die Trennung ist nicht zerstörerisch, was bedeutet, dass sowohl das feine als auch das grobe Produkt wiederverwendet werden kann.

Die Kapazität hängt von mehreren Faktoren ab. Natürlich sind maschinenabhängige Faktoren wie die Größe der Trommel, die Siebperforation und die Drehgeschwindigkeit der Trommel von Bedeutung. Schließlich spielen auch die Eigenschaften des Gemisches eine Rolle, zum Beispiel, ob es sich um ein Gemisch handelt, dessen Partikelgrößen stark variieren oder um ein Gemisch, das feucht und klebrig ist.

 

Taumelsieb

Ein Taumelsieb ist eine Maschine, die es ermöglicht, Materialmischungen mittels horizontaler und vertikaler Bewegungen über ein Siebdeck zu bewegen. Je nach zu siebenendem Material können die Amplituden der Bewegungen oft unabhängig voneinander eingestellt werden. Es ist auch häufig möglich, mehrere Siebdecks übereinander in der Maschine zu platzieren. Die Position des Siebdecks bestimmt die Größe der Perforationen im Deck. Je höher die Position des Siebdecks, desto größer sind die Perforationsöffnungen. Diese Anordnung sorgt dafür, dass die größten Partikel auf dem oberen Deck verbleiben, während die kleineren Partikel durch die Perforationen auf ein darunterliegendes Siebdeck fallen.

Trommelsieb Öffnen

Rotierende Trommelsiebmaschine

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


Zentrifugalsieb

Ein Zentrifugalsieb funktioniert nach dem Prinzip der Zentrifugalkraft. Eine Zentrifugalkraft entsteht durch eine rotierende Bewegung. Dieses Prinzip wird beispielsweise in einer Waschmaschine angewendet, bei der das Wasser aus der Wäsche nach außen geschleudert wird und durch Perforationen die Waschtrommel verlässt.

Nach demselben Prinzip werden in einem Zentrifugalsieb Partikel eines Gemisches unterschiedlicher Größe mittels Zentrifugalkraft gegen eine korbartige Siebplatte gedrückt. Die kleineren Partikel, die durch die Perforationen passen, passieren den Siebkörper, während die größeren Partikel im Siebkorb zurückbleiben. Diese größeren Partikel können über einen speziellen Ausgang abgeführt werden.

Die Zufuhr der Partikelmischungen erfolgt häufig durch Schwerkraft oder mittels pneumatischer Förderung. Die Kapazität des Zentrifugalsiebs hängt von der Größe der Trommel, der Zentrifugaldrehzahl und der Zusammensetzung des Gemisches ab.

Komplette siebmaschine

Zentrifugalsiebmaschine

 

Vibrationssieb - Flachsieb - Schwing-Sieb

Wie der Name „Vibrationssieb“ bereits andeutet, werden in einer Vibrationssiebmaschine Vibrationen eingesetzt, um ein Gemisch aus körnigen Materialien zu trennen. Auch der Name Flachsieb wird oft für diese Art von Siebmaschine verwendet. Wenn zusätzlich die Funktion des horizontalen Verschiebens des Gemisches hinzugefügt wurde, wird die Maschine häufig als „Schwing-Sieb“ bezeichnet. Das In-Schwingung-Bringen des Schwingdecks sorgt dafür, dass die Körner in Bewegung geraten. Sobald kleinere Partikel auf das Siebdeck treffen, fallen sie durch die Siebperforationen und die groberen Partikel bleiben auf dem Siebdeck zurück. Die Zufuhr der zu siebenenden Gemische erfolgt oft durch dosiertes Einwerfen.

Diese Art von Siebmaschinen ist in verschiedenen Ausführungen erhältlich, sowohl runde als auch rechteckige Ausführungen sind möglich. Manchmal sind diese Siebmaschinen mit einem vibrierenden Siebdeck ausgestattet. In Fällen, in denen diese Art von Maschine mit einem kippenden Mechanismus ausgeführt ist, könnte dieses Sieb auch als Taumelsiebmaschine bezeichnet werden.

Plansichter – Mehrdeck-Siebmaschine

Bereits im 19. Jahrhundert wurde der Plansichter in Mühlen zum Sieben von gemahlenem Getreide eingesetzt. Ursprünglich handelt es sich um ein hin- und hergehendes Sieb, das aus 8 bis 15 übereinandergestapelten Siebdecks besteht. Kleine, bewegliche Bürsten über jedem Siebdeck sorgen dafür, dass die Siebdecks nicht verstopfen. Die Maschenweite der Siebe variiert zwischen 100 und 1000 μm. Die schwersten Teile des Getreides, die Kleie, bleiben auf den obersten Siebdecks zurück. Das grobe, mittelfeine und feine Grieß wird zu den darunterliegenden Siebdecks weitergeleitet, und das Mehl bleibt schließlich auf den untersten Decken liegen.

Heutzutage werden Plansichter in der Industrie weiterhin zum Trennen von Pulvergemischen eingesetzt. Beispiele für Anwendungen sind Reis, Mais, Tierfutter, Holz, Cellulose und Kräuter. Je nach Anwendung können mehr oder weniger Siebdecks verwendet werden. Um die Kapazität zu erhöhen, werden oft mehrere Siebstapel parallel geschaltet. Der Einsatz des Plansichters zum Sieben bietet eine Reihe von Vorteilen:

  • Die Trennung in eine große Anzahl von Komponenten ist möglich,
  • Der Siebprozess ist gut kontrollierbar, auch bei großen bis sehr großen Kapazitäten,
  • Einfache Bedienung,
  • Geringe Kosten durch die einfache Konstruktion,
  • Die Maschine ist wartungsfreundlich und leicht zu reinigen.

Abgeleitet vom Plansichter wurde auch die Mehrdeck-Siebmaschine entwickelt. In Bezug auf den Aufbau sind beide Maschinen identisch. Auch in der Mehrdeck-Siebmaschine befinden sich mehrere Siebdecks übereinander. Die Mehrdeck-Siebmaschine ist auch für große Siebflächen (bis zu 100 m²) erhältlich.