Industriemagnete werden in der Verfahrenstechnik eingesetzt, um Fremdkörper (metallische Verunreinigungen wie z. B. Fremdmetalle) abzuscheiden. Diese Seite konzentriert sich auf Inline-Magnete für Pulver- oder Flüssigkeitsprozesse, wie z. B. Inline-Magnete für die Lebensmittelverarbeitung.

1. Magnetarten

Leistungsstarke Magnete bestehen aus zwei Familien: Ferritmagnete und Seltenerd-Magnete. Die Stärke eines Magneten wird in Gauss angegeben – je höher der Gauss-Wert, desto stärker ist der Magnet und desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, magnetisierbare Materialien abzuschieden. Neodym-Magnete sind typischerweise besonders starke Magnete.

Wie hoch ist die magnetische Feldstärke von Magnetmaterialien?

Unverkleidete Magnete können folgende Gauss-Werte erreichen:

Tabelle 1: Magnetmaterialien

Es ist wichtig zu beachten, dass diese Werte für unverkleidete Magnete gelten. In der Praxis werden solche Magnete in der Regel in Edelstahlrohre (z. B. bei Magnetstäben, einer gebräuchlichen Bauform für die Verfahrenstechnik) eingebettet. Die Feldstärke an der Rohroberfläche ist daher niedriger als beim unverkleideten Magneten. Bei NdFeB-Magneten sinkt die Stärke auf ca. 10000 Gauss. Ist der Magnet mit einem Extraktor zur Reinigungserleichterung ausgestattet, reduziert sich die Feldstärke weiter auf 8000–8500 Gauss. Die folgende Abbildung veranschaulicht dieses Phänomen.

Wie misst man die Stärke eines Magneten?

Zur Messung der magnetischen Kraft eines Magneten kann entweder ein elektronisches Gerät (Gaussmeter), das direkt die magnetische Feldstärke misst, oder eine mechanische Vorrichtung wie ein Zugkraftprüfgerät verwendet werden. Letzteres setzt die zum Lösen einer Sonde vom Magneten benötigte Kraft in eine magnetische Feldstärke um.

2. Extraktor-Systeme (einfache Reinigung)

Magnete können direkt im Prozess eingesetzt werden, um Fremdmetalle abzuschieden. Aufgrund der starken Anziehungskraft kann die Reinigung jedoch schwierig sein. Zur Lösung dieses Problems haben Magnet-Hersteller Extraktoren entwickelt. Der Magnet lässt sich in einem solchen Extraktor verschieben. Durch das Trennen des Extraktors vom Magneten fallen die abgeschiedenen Metallteile in einen Sammelbereich, von wo sie entsorgt werden können. Diese Bauform ist besonders in der Lebensmittelindustrie nützlich, da die gesammelten Fremdkörper Rückschlüsse auf deren Herkunft ermöglichen.

Der Extraktor verringert die magnetische Feldstärke weiter; an der Produktkontaktfläche des Extraktors beträgt sie etwa 8000 Gauss – dennoch eine beträchtliche Stärke.

Tabelle 2: Unterschiedliche Magnetfeldstärken an Magnetstäben

Abbildung 1: Unterschiedliche Magnetfeldstärken an einem Magnetstab

3. Magnetauslegung und -dimensionierung

Die praktischste Magnetbauform für die Trockenverarbeitung sind Mehrstab-Magnete (Gittermagnete), die häufig als magnetische Fremdkörperabscheider in der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden. Solche Magnete werden auch als Gittermagnete bezeichnet. Die Stabform ermöglicht im Allgemeinen einen ungehinderten Pulverdurchfluss und bietet eine große Kontaktfläche zum Produkt, was die Abscheidung von Metallspänen erleichtert.

Die Stäbe sollten nicht zu weit voneinander beabstandet sein, da sonst Bereiche entstehen, die vom Magnetfeld – das mit zunehmender Entfernung schnell abnimmt – nicht erfasst werden. Ein maximaler Mittenabstand von 50 mm hat sich als sinnvoll erwiesen.

Es gibt keine Formel zur Bestimmung der maximalen Durchsatzmenge, die ein Magnet verarbeiten kann. Bei gut fließfähigen Pulvern (mit d ~ 0,5) sind 5–6 t/h möglich. Kohäsive Pulver passieren unter Umständen keinen statischen Magneten, sodass ein Rotationsmagnet in Betracht gezogen werden sollte.

Schematische Darstellung der häufigsten Magnetbauformen zur Referenz:

Tabelle 3: Unterschiedliche Bauformen von Industriemagneten

4. Positionierung der Magnete

Magnete können entweder schwerkraftbeschickt oder in einer pneumatischen Förderleitung positioniert werden. Die gängigste Methode ist die Schwerkraftbeschickung, doch die Integration in eine Förderleitung bietet bestimmte Vorteile:

Tabelle 4: Positionierung der Magnete im Prozess

Es ist vorzuziehen, Magnete zur Kontrolle der Rohmaterialien einzusetzen, wenn diese in den Prozess eintreten. Sie werden insbesondere an Kippstationen eingesetzt.

5. Nachverfolgung von Fremdkörpern

Wie werden Magnete zur Entfernung von Fremdkörpern / Metallverunreinigungen eingesetzt?

Magnete werden im Prozess platziert, um das Eindringen magnetischer Fremdkörper wie z. B. metallische Störstoffe (Tramp Metals) zu verhindern und so die Qualität des Endprodukts zu gewährleisten. Allerdings ist es für den Anlagenbetreiber wichtig, die Magnete in sehr regelmäßigen Abständen zu kontrollieren, um festzustellen, ob Fremdkörper eingefangen wurden. Der erste Grund hierfür ist, dass eingefangene Fremdkörper ab einem bestimmten Grad den Produktfluss behindern oder sogar wieder in den Prozess freigesetzt werden können. Der zweite Grund ist, dass der Betreiber über mögliche Anzeichen von Verunreinigungen durch Fremdkörper informiert sein muss.

Zu diesem Zweck ist es erforderlich, die Befunde an jedem Magneten präzise zu dokumentieren. Ein Betrieb sollte Qualitätskontrollen einführen, die eine Überprüfung der Magnete alle x Stunden – in der Regel einmal pro Schicht – vorsehen, sowie Tabellen, in denen die Art der Befunde und das Gewicht erfasst werden. Die Auswertung dieser Daten ermöglicht es, Qualitätsvorfälle bei einem Lieferanten leicht zu erkennen und diesem Rückmeldung zu geben oder im eigenen Prozess des Betreibers Wartungsaktivitäten auszulösen, um die Quelle der Fremdkörper zu ermitteln.

Extraktionsvorrichtungen an Magneten erleichtern die Reinigung der Magnete, das Sammeln der Fremdkörper und deren Nachverfolgung.

Abbildung 2: Prinzip der Magnetreinigung

6. Hersteller von Industriemagneten

Beim Kauf eines Magneten für industrielle Zwecke ist es entscheidend, ein Unternehmen zu kontaktieren, das über langjährige Erfahrung in der Herstellung leistungsstarker Magnete verfügt. Wie oben erwähnt, erfordert die Konstruktion leistungsfähiger Magnete zum Schutz industrieller Prozesse besondere Sorgfalt – von der Auswahl starker Magnete, typischerweise Neodym-Magnete, bis hin zur richtigen Anordnung der Magnete in Stäben und der Implementierung von Extraktor-Systemen für eine einfache Reinigung. Fragen Sie immer nach Referenzen und hinterfragen Sie Ihre Ansprechpartner mithilfe der Informationen auf dieser Seite. Wenn sie fundierte Erfahrung nachweisen und Ihre Fragen beantworten können, ist die Wahrscheinlichkeit höher, dass sie vertrauenswürdig sind!

Lieferant für Neodym-Magnete:

• Lenoir Magnetic Systems (raoul-lenoir.com)

(Hinweis: PowderProcess.net steht in keiner Verbindung zu diesem Unternehmen)

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