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Industrielle Magnetabscheider und -fänger für Pulver

Ein Leitfaden zur magnetischen Trennung

Entfernung metallischer Fremdkörper (Fremdstoffe) in Pulvern und anderen Schüttgütern mithilfe von Magnetabscheidern

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Abschnittszusammenfassung
1. Definition
2. Metallische Fremdkörper
3. Industrielle magnetische Trennung
4. Erzeugung des richtigen Magnetfelds
5. Überprüfung der Magnetstärke
6. Häufige Probleme mit Magneten
7. Weiterführende Informationen zu Magneten


Diese Seite gibt einen Überblick über Magnetabscheider (Gitter-, Rotations-, Stabmagnete usw.), die in der Prozessindustrie eingesetzt werden, um Produktverunreinigungen durch Fremdkörper zu verhindern.

1. Definition

Was ist ein Magnetabscheider?

Permanentmagnete werden in der Prozessindustrie eingesetzt, um Fremdkörper aus dem Schüttgut zu entfernen. Fremdkörper, typischerweise metallische Teile wie Schrauben, Muttern oder Metallspäne, können den Prozess beeinträchtigen, indem sie (rotierende) Anlagen beschädigen oder das Endprodukt verunreinigen. Die Implementierung magnetischer Trennung an verschiedenen Punkten des Prozesses ist eine effiziente Lösung, um das Vorhandensein metallischer Fremdkörper zu erkennen, zu entfernen oder zumindest eine verdächtige Charge zu isolieren. Magnetabscheider in der Lebensmittelindustrie sind beispielsweise von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass keine metallischen Fremdkörper zum Endverbraucher gelangen, was ein Risiko für die Lebensmittelsicherheit darstellen könnte.

Der Artikel konzentriert sich auf die Handhabung von Schüttgütern und die Kontrolle von Fremdstoffen, aber die vorgestellten Konzepte zu Magneten sind auch für die Flüssigphase vollkommen gültig.

2. Kontrolle metallischer Fremdkörper

Wie werden Magnete in der Prozessindustrie eingesetzt?

Ein Fremdkörper ist ein festes Materialstück, das sich von der Natur des verarbeiteten Produkts unterscheidet. Es kann sich um alles handeln, von einem Plastikstift über Schmuck bis hin zu metallischen Teilen, die von einer beschädigten Anlage stammen und in den Produktstrom gelangt sind (Schrauben, Muttern, Metallspäne, wenn ein rotierendes Teil ein statisches zerkratzt hat).

Fremdkörper können schwerwiegende Folgen für eine Fabrik haben. Ihre Anwesenheit im hergestellten Produkt kann zu folgenden Problemen führen:

  • Weitere mechanische Schäden: wenn sich z. B. eine Schraube in einer Drehschleuse (Zellenradschleuse) verfängt, kann die Rotorspitze beschädigt werden und am Stator kratzen, was zum Ausfall des Ventils oder sogar zur Erzeugung weiterer Metallspäne führt, die zusätzliche Fremdkörper darstellen.
  • Sicherheitsbedenken für den Prozess: das Eindringen eines Metallteils in eine Hochgeschwindigkeits-Rotationsanlage wie eine Mühle kann zu Funkenbildung und Staubexplosionen führen, wenn die Bedingungen erfüllt sind (siehe ATEX)
  • Sicherheitsbedenken für den Verbraucher: wenn das Produkt empfindlich ist, wie Lebensmittel oder Pharmazeutika, kann die Anwesenheit eines Fremdkörpers die Gesundheit des Verbrauchers gefährden (z. B. durch Verschlucken eines Metallteils).

Die magnetische Abscheidung metallischer Verunreinigungen kann zum Schutz des Prozesses, des Produkts und des Verbrauchers eingesetzt werden. Ein gutes Verständnis der Magnetkonstruktionen und der Magneteffizienz ist notwendig, um diese Geräte effizient auszuwählen und zu nutzen. Magnete sind eine zentrale Schutzschicht zur Entfernung von Fremdkörpern in der Prozessindustrie.

3. Industrielle magnetische Trennung

Welche Magnetabscheider-Designs sind verfügbar?

Es gibt viele verschiedene Permanentmagnet-Designs, aber nur wenige davon sind in der Prozessindustrie wirklich nützlich.

Magnetdesign Verwendung Abbildung
Gittermagnete / Schubladenmagnete Dies ist eines der verbreitetsten und effizientesten Designs für die magnetische Trennung. Mehrere Magnetstäbe sind nebeneinander angeordnet, oft in zwei Lagen. Das Produkt fällt frei auf den Magneten. Die Bezeichnung "Schublade" bedeutet, dass die Magnetstäbe leicht entfernt werden können, indem man sie wie eine Schublade herauszieht. PowderProcess.net – Schubladenmagnet

Rotationsmagnete / Trommelmagnete Trommelmagnete bestehen aus Magnetstäben, die in konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Der Magnet rotiert und wird durch Material gespeist, das durch ihn hindurchfällt. Rotationsmagnete werden oft eingesetzt, um Brückenbildung von Pulver über den Stäben zu überwinden. Sie haben in der Regel auch eine höhere Effizienz als statische Schubladenmagnete. PowderProcess.net – Trommelmagnet
Stabmagnete / Inline-Magnete Die Metallabscheidung erfolgt oft durch freien Fall des Pulvers (siehe Schubladenmagnete, Rotationsmagnete), aber es kann notwendig sein, die Metallerkennung in einer pneumatischen Förderleitung durchzuführen. Zu diesem Zweck haben Hersteller "Stabmagnete" entwickelt, bei denen ein großer Magnetstab (Stab) in der Mitte der Leitung positioniert ist, sodass das Material um ihn herum strömen muss. PowderProcess.net – Plattenmagnet
Plattenmagnete (Rutschenmagnete) Magnete können auch als Platten ausgeführt sein. Sie werden manchmal vor bestimmten Maschinen (insbesondere Mühlen) eingesetzt und bestehen oft aus zwei Teilen in Z-Form. Ziel ist es, das Produkt zu zwingen, in einer dünnen Schicht zu fließen und so die Kontaktfläche mit den Platten zu vergrößern. PowderProcess.net – Plattenmagnet

Die magnetische Trennung kann an Pulvern/Rohstoffen oder an Halbfertigprodukten an jedem Punkt des Prozesses eingesetzt werden.

4. Erzeugung des richtigen Magnetfelds

Wie funktioniert ein Magnetabscheider? Wie stellt man sicher, dass die Magnetkraft ausreicht?

Damit ein Magnet metallische Verunreinigungen tatsächlich abscheidet, muss er so konstruiert sein, dass er ein starkes Magnetfeld erzeugt. Das erste Konstruktionskriterium ist daher die Art des Magnetmaterials. Das Material sollte aus Seltenerdmetallen und insbesondere aus Neodym (NdFeB) bestehen. Solche Materialien können bis zu 13.500 Gauss (unbeschichteter Magnet) erzeugen,was deutlich höher ist als bei Ferritmagneten (3.000 Gauss), die für empfindliche Prozessindustrien nicht empfohlen werden.

Das zweite wichtige Konstruktionskriterium ist die Geometrie des Magneten. Das Magnetfeld nimmt mit zunehmendem Abstand vom Magneten sehr schnell ab. Daher muss der Magnet so konstruiert sein, dass der Produktstrom sehr nah am Magneten bleibt. Bei Schubladenmagneten wird dies z. B. durch mehrere eng beieinander liegende Röhren (typischerweise 50 mm Mitte-zu-Mitte-Abstand) und zwei Lagen erreicht. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Produkt tatsächlich auf ein ausreichend starkes Magnetfeld trifft, um Metalle abzuscheiden.

Die Kombination aus Magnetstärke und Geometrie führt zu einer bestimmten Effizienz des Magneten. Diese Effizienz ist nicht für alle Metalle gleich, da sie von den magnetischen Eigenschaften des abzutrennenden Materials abhängt. Bei einem richtig konstruierten und betriebenen statischen Magneten sind folgende Wirkungsgrade zu erwarten:

  • Kohlenstoffstahl: 100 %
  • Edelstahl 304: mind. 85 %
  • Edelstahl 316: mind. 70 %

Die Effizienz bei Rotationsmagneten ist in der Regel höher; bei Inline-Magneten (Förderleitung) kann sie niedriger sein.

5. Überprüfung der Magnetstärke

Wie misst man die magnetische Kraft eines Magneten?

Es kann erforderlich sein, die Stärke eines Magneten aus Compliance-Gründen zu validieren oder um einen möglichen Kraftverlust über die Zeit zu überwachen (insbesondere wenn der Magnet bei hohen Temperaturen betrieben wird).

Zwei Testarten sind allgemein anerkannt: der Zugtest, bei dem die Kraft gemessen wird, die erforderlich ist, um ein Metallstück vom Magneten zu lösen, und die Verwendung eines Gaussmeters, mit dem der Wert des Magnetfelds abgelesen werden kann.

6. Häufige Probleme mit Magnetabscheidern

Magnetabscheider sind in der Regel zuverlässige Geräte, jedoch können bestimmte Probleme Korrekturen erfordern:

Tabelle 2: Häufige Probleme mit Magnetabscheidern

Problem Ursache und Maßnahmen
Die magnetische Stärke nimmt mit der Zeit ab Der Magnet könnte hohen Temperaturen ausgesetzt sein – kontrollieren Sie die Temperaturen, denen der Magnet ausgesetzt ist
Die Magnetstärke scheint unter den Herstellerspezifikationen zu liegen Stellen Sie sicher, dass das Gaußmeter korrekt verwendet wird
Falls das Modell mit einem Extractor ausgestattet ist, testen Sie den Magneten ohne den Extractor

7. Weitere Informationen zu Magneten

Magnetische Filtration ermöglicht das Auffangen verschiedener Verunreinigungen in der Schüttgutindustrie, indem Fremdkörper entfernt werden.

Magnete sind eine Schlüsseltechnologie in der Pulververarbeitung, um die Zuverlässigkeit, die Sicherheit der Anlage und die Produktsicherheit zu gewährleisten. Magnetabscheider entfernen metallische Verunreinigungen aus Schüttgutströmen. Es existieren verschiedene Bauformen, darunter Rotationsmagnete oder Magnetschubladen, die leicht für die Reinigung zugänglich sind.

Bitte folgen Sie dem Link, um Zugang zu Theorie und Konstruktionsdetails von Magneten zu erhalten: Alles, was Sie über Industrie-Magnete für die Pulverkontrolle wissen müssen