Charakterisierung der Fließfähigkeit

von Pulvern und Schüttgütern

Marcus Hofmann

Schüttgut 2015 - InnovationCenter

Mittwoch, 4. November 2015

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Partikeleigenschaften von Pulvern Arten, Auswirkungen und Messung

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Partikeleigenschaften

Material, Dichte

?

Form

Farbe Ladung, Additive

+ + +

+ + +

- -

- - -

Rundheit Morphologie, Porosität,

spezifische Oberfläche

Größe

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Powder Tester PT-X

Charakterisierung bzw. Bestimmung der Fließfähigkeit

von Pulvern anhand verschiedener Messungen.

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Fließfähigkeit

Auswirkung der Fließfähigkeit auf die Industrie:

Sauberes und gleichmäßiges Dosieren bzw. Fördern

Störung eines automatisierten Prozesses z.B.:

- Blockieren von Rohrleitungen oder Mischern

- Brückenbildung, Verklumpung bei Silolagerung

Einflußfaktoren für das Fließverhalten

Korngröße und Haftkräfte wie z.B.

Oberflächen- und Feldkräfte

Van-der-Waals / Elektrostatische / Magnetische Kräfte

Materialbrücken

Organisch / Flüssigkeitsbrücken / Festkörperbindung

Formverbindungen

ungleichmäßig geformte Teilchen

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Schüttwinkel – Fallwinkel

> Der Schüttwinkel entsteht, wenn man die Pulverprobe frei

fallend/fließend auf einen Teller rieseln lässt.

Das ist die einfachste Messung um Aussagen über das

Pulverhandling zu machen.

> Der Fallwinkel wird gemessen, indem man den

Schüttwinkel mit Hilfe eines Klopfers einem Schockimpuls

aussetzt.

> Die Winkeldifferenz erhält man, wenn man den Fallwinkel

vom Schüttwinkel subtrahiert.

Pulver mit einer großen Winkeldifferenz sind geeignet für

pneumatische Förderung

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Spatelwinkel

> Der Spatelwinkel wird hergestellt, in dem man einen Spatel

aus einem aufgeschütteten Pulverhaufen hebt. Der

Spatelwinkel gibt Aussagen darüber, wie Pulver sich verhält,

das gelagert in Bewegung gesetzt werden soll. Der Winkel

wird ebenfalls benutzt, um den Austragswinkel von Silos zu

ermitteln.

Uniformität

Die Uniformität - auch Gleichförmigkeit (nach DIN/ISO 14688-

2) definiert das Verhältnis des Durchmessers d60 zum

Durchmesser d10 und ist ein Maß für die Breite der

Korngrößenverteilung.

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Schüttgewicht > Das Schüttgewicht wird gemessen durch frei fallendes

Pulver, das in ein definiertes Bechervolumen gefüllt wird. Das Schüttgewicht ist die wichtigste Messgröße im Pulverhandling.

> Das Stampfgewicht wird ermittelt durch das Aufklopfen des Bechers mit dem das Schüttgewicht ermittelt wird. Der Messwert wird benutzt bei der Auslegung von Produktionseinrichtungen.

> Die Komprimierbarkeit ist der Unterschied zwischen Schüttgewicht und Stampfgewicht. Große Kompressibilität bedeutet schlechte Fließfähigkeit.

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Kohäsionsfähigkeit > Die Kohäsionsfähigkeit misst die Agglomerations-

charakteristik von Pulver. Das Pulver wird dazu auf ein

Sieb geschüttet. Ein zu Agglomeration neigendes Pulver

bleibt als Rückstand auf dem Sieb liegen (obwohl die

Korngröße feiner ist als das eingesetzte Sieb). Der

Rückstand wird ins Verhältnis zur aufgegebenen Menge

gesetzt.

Die Kohäsivität ist einer der Standard Messwerte bei der

Ermittlung von Pulvereigenschaften in der Tonerindustrie.

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Dispergierbarkeit

Die Dispergierbarkeit wird gemessen in dem man eine

definierte Pulvermenge aus definierter Höhe frei fallen

lässt. Die aufgefangene Pulvermenge wird gewogen

und der „dispergierte“ Anteil errechnet.

Partikeleigenschaften von Pulvern Korngröße als eine wichtige Basisgröße

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Partikeleigenschaften

Material, Dichte

?

Form

Farbe Ladung, Additive

+ + +

+ + +

- -

- - -

Rundheit Morphologie, Porosität,

spezifische Oberfläche

Größe

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dmax

dmin

d?

dKugel

Abhängig vom Messverfahren werden unterschiedliche Längenmaße erfasst.

Diese treten statistisch auf (z.B. in turbulent durchströmten Messzellen) oder

systematisch (z.B. Ausrichtung beim Sieben oder Sedimentation)

Wenn ein Messverfahren die Partikelform nicht erfassen kann, erfolgt die

Berechnung des Messergebnisses mit dem Äquivalentdurchmesser der

Kugel, die die gleiche physikalische Eigenschaft wie das Partikel hat.

Korngröße

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Reale Partikelkollektive bestehen in der Regel nicht aus gleichgroßen Kugeln

sondern aus unregelmäßig geformten Teilchen mit unterschiedlicher Größe

Im Zusammenhang mit dem Begriff „Korngröße“ ist in der Praxis entweder eine

„Korngrößenverteilung“ oder ein „charakteristischer Kennwert“

einer Kornverteilung gemeint

Korngröße

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Partikel Charakterisierung mittels…

Bei der Siebung werden Partikel direkt nach ihrer Korngröße sortiert und die

Mengenanteile durch Wiegung ermittelt. Es gibt verschiedene Methoden Siebanalysen

durchzuführen, abhängig von den zu messenden Materialien.

Vibration / 3D

Horizontal

Klopfen

Ultraschall

Nass

Luftstrahl ….. Siebung

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Funktion Luftstrahlsiebung

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Tradition Das Alpine Luftstrahlsieb ist das weltweit anerkannte Standardgerät zur Korngrößenanalyse durch Trockensiebung für die Produktionsüberwachung und die Qualitätssicherung nach ISO 9001.

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Die neue Generation!

• Für alle Branchen geeignet

• Kompakte Installation

• Hohe Ergebnisqualität

• Intuitiv bedienbare Benutzeroberfläche

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Merkmale

Adapter für Prüfsiebe anderer Hersteller

ALPINE A200 LS, Haver&Boecker, Retsch, W.S.Tyler

Sieberkennung automatische Sieberkennung Keine Verwechslung der Prüfsiebe

Unterdruckregulierung welche die Dispergierwirkung des Düsenstrahls überwacht und konstant hält.

Intuitiv bedienbare Benutzeroberfläche Ein integrierter Analysenguide führt Anwender sicher durch die Analyse

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Lite Basic Professional Ultimate

Model Version

Security

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Lite

- Plexiglas-Panel mit Antireflex und

kratzfester Beschichtung

- Einfache Bedienung über 4 kapazitive

Tasten (Start / Stop / Zeitwahl +/- 1 Min.)

- Übersichtliches OLED Grafikdisplay

- Anzeige von Unterdruck und Siebzeit,

Datum und Uhrzeit

- Differenzdruckmessung mit Anzeige

in Pascal

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„eControl“ ist der Name der Benutzeroberfläche und ist erhältlich in

verschiedenen Versionen um unterschiedlichen Ansprüchen gerecht zu

werden:

eControl