Siloauslegung: Massenfluss – Massenfluss – Massenfluss

Mein Thema am Silo Tag in Karlsruhe

Silos, Zuführtrichter und andere Schüttgutbehälter sind häufig nicht der Schwerpunkt bei der Planung einer Anlage, da diese in der Regel wenig zur Wertschöpfung durch Veredelung oder Erzeugung eines Produktes beitragen. Andererseits können sie aber bei nicht sachgerechter Auslegung Anlagendurchsatz oder Produktqualität negativ beeinflussen. Trotzdem werden viele Schüttgutbehälter ohne Rücksicht auf das Verhalten des zu lagernden Schüttgutes gebaut. Dies führt zu den bekannten Effekten, z.B. zu Fließproblemen, die häufig an den Spuren von Hammerschlägen am Trichter zu erkennen sind. 

Auch bei der Handhabung von Schüttgütern im kleinen Maßstab (z.B. Dosieren) treten ähnliche Probleme auf. Ziel ist es somit das Silo so zu gestalten, dass das Schüttgut ohne Probleme fließt. Dieses wird erreicht indem die Auslegung auf Basis von Scheranalysen mit dem betreffenden Schüttgut durchgeführt wird. Damit können die sieben Siloprobleme, Brückenbildung, Kernfluss, Schachtbildung, Schießen, Entmischung, Einseitiger Abzug / Beulen / Knicken und Erschütterungen (Silobeben, Silohupen) vermieden oder reduziert werden. Der Problemlöser heißt: Massenfluss. 

Grundlage einer korrekten verfahrenstechnischen Siloauslegung ist somit die Kenntnis über das Fließprofil.

Die meisten oben aufgeführten Probleme sind mit Kernfluss verbunden. Daher lassen sich allein durch die Auslegung für Massenfluss eine Reihe der gezeigten Probleme vermeiden:?

♦  Schächte sind verfestigte tote Zonen und können sich daher nur bei Kernfluss bilden.

♦  Die Verweilzeitverteilung im Massenflusssilo ist eng („first in – first out“), so dass bei Kernfluss eintretende ungünstig lange und unbekannte Verweilzeiten des Schüttgutes vermieden werden können.

♦  Schießen ist häufig eine Folge nicht hinreichender Entlüftung des Schüttgutes und daher mit zu kurzer Verweilzeit verbunden. Die Verweilzeit frisch eingefüllten Schüttgutes kann aber insbesondere in einem Kernflusssilo sehr kurz sein, wenn während des Füllens abgezogen wird und das eingefüllte Schüttgut durch die tote Zone in kurzer Zeit zur Auslauföffnung gelangt. Bei Massenfluss ist die Verweilzeit bei gleicher Füllmenge und gleichen Massenströmen dagegen länger.

♦  Beim Füllen eintretende Entmischung über dem Siloquerschnitt wirkt sich bei Kernfluss stark auf die zeitliche Zusammensetzung des abgezogenen Schüttgutes aus. Bei Massenfluss tritt dagegen im Trichter eine häufig ausreichende Rückvermischung ein.

♦  Bei feinkörnigen und kohäsiven Schüttgütern ist die Ursache der Brückenbildung die auf den Haftkräften zwischen den einzelnen Partikeln beruhende Druckfestigkeit (Schüttgutfestigkeit). Auch hier lässt sich die Brückenbildung durch eine hinreichend große Auslauföffnung vermeiden. Dieses kann auch Basis von Scheruntersuchungen bewertet werden.

 

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