Ultraschallunterstützte Siebtechnik für Pulver, Partikel und Granulate.

Dieser Artikel behandelt:

  • Das Prinzip des Siebens
  • Die optimale Funktionsweise des Siebdecks
  • Den Einsatz von Ultraschallschwingungen

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Das Prinzip des Siebens

Ein Sieb ist ein Werkzeug, das verwendet wird, um Mischungen aus Pulvern, Partikeln oder Granulaten anhand der Korngröße zu trennen. Siebe können auch eingesetzt werden, um feste Partikel von Flüssigkeiten zu separieren. Die Trennwirkung eines Siebs basiert auf einer Platte mit Öffnungen gleicher Durchmesser. 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. Die Klassierung erfolgt somit basierend auf der Partikelgröße im Verhältnis zu den Öffnungen der Siebplatte.

Die optimale Funktionsweise des Siebdecks

In der Industrie kommen verschiedene Arten von Siebmaschinen zum Einsatz, einige Beispiele davon wurden im Artikel ''Siebung von Pulvern, Partikeln und Granulaten“ erläutert. Das zentrale Element einer Siebmaschine ist das Siebdeck, auf das das zu trennende Material aufgegeben wird. Die optimale Funktionsweise des Siebdecks hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Eigenschaften der zu trennenden Materialien, die auf das Siebdeck übertragenen Schwingungen und die Menge des zugeführten Mischguts pro Zeiteinheit.

Während des Siebvorgangs kann es vorkommen, dass die Perforationen des Siebdecks teilweise oder vollständig verstopfen. Dadurch verbleibt ein Teil der feinen Partikel zusammen mit den gröberen Bestandteilen auf dem Siebdeck, was zu einer unzureichenden Trennung führt. Zudem können aufgrund der physikalischen Eigenschaften der Partikel kleine Teilchen zwischen den größeren Partikeln zurückbleiben. Besonders die Kornform und die Kohäsion zwischen den Partikeln spielen hierbei eine entscheidende Rolle. Das Ultraschallsieben eignet sich insbesondere für die Klassierung von Mischungen mit feinen Partikeln im Bereich von 20 bis 1000 μm.

Zentrifugalsiebmaschine 4

Ausfahrbare Siebmaschine

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

Der Einsatz von Ultraschallschwingungen

Die Schwingungen, die auf ein Siebdeck übertragen werden, haben in der Regel eine relativ niedrige Frequenz und eine hohe Amplitude. Dies ist notwendig, um den Partikeln im Mischgut ausreichend Mobilität zu verleihen und sicherzustellen, dass insbesondere die kleineren Partikel mit ausreichender Geschwindigkeit in Richtung des Siebdecks bewegt werden.

Durch die Zugabe von Ultraschallschwingungen zum Siebdeck entsteht eine gleichmäßigere Bewegung des Siebdecks, was den Transport der Partikel verbessert. Zudem erleichtern diese Ultraschallschwingungen das Passieren der kleineren Partikel durch die Perforationen des Siebdecks und verringern die Reibung. Praxisstudien zeigen, dass der Einsatz dieser Technologie das Risiko von Verstopfungen deutlich reduziert.

Die Erzeugung der Schwingungen erfolgt durch einen Ultraschallgenerator, der über eine Stab- oder Ringresonator hochfrequente Schwingungen an das Siebdeck überträgt. Da die Intensität der Schwingungen im Siebdeck quadratisch mit der Entfernung abnimmt, muss ein Ultraschallgenerator mit ausreichend Leistung eingesetzt werden. Zudem muss die Wahl des geeigneten Resonators getroffen werden. Bei rechteckigen Siebdecks besteht die Möglichkeit, einen oder mehrere Stabresonatoren zu verwenden, während bei runden Siebdecks ein Ringresonator eingesetzt wird. Entscheidend ist, dass die Resonatorposition so gewählt wird, dass die Schwingungen alle Bereiche des Siebdecks mit ausreichender Intensität erreichen und die Befestigung so ausgeführt ist, dass eine optimale Übertragung der Schwingungen gewährleistet ist.