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Fördern von Kunststoffgranulat: Vermeidung von Engelhaaren, Streifen (Streamer) und Feinanteilen

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Zusammenfassung des Abschnitts
1. Feinanteile und Streifen (Streamer): Woher kommen sie?
2. Wie vermeidet man Streifen (Streamer) beim Fördern von Kunststoffgranulat?
3. Wie vermeidet man Feinanteile beim Fördern von Kunststoffgranulat?
4. Wie entfernt man Feinanteile?

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Beim pneumatischen Fördern von Kunststoffgranulat treten in der Regel zwei Problemarten auf: die Bildung von Streifen (Streamer) und Feinanteilen. Diese werden von Kunden als Qualitätsmängel wahrgenommen und können zudem Störungen in der Förderleitung verursachen. Diese Seite erklärt, wie Feinanteile und Streifen entstehen und wie man sie vermeiden oder zumindest reduzieren kann.

1. Feinanteile und Streifen (Streamer): Woher kommen sie?

Beim pneumatischen Fördern prallen Kunststoffgranulate auf die Förderrohrleitung und reiben daran entlang. Dies kann zur Bildung von Streifen (Streamer) und Feinanteilen führen, was insbesondere für Großhersteller von Polyolefinen (PE, PP usw.) und deren Kunden problematisch ist.

Streifen (Streamer) entstehen, wenn Kunststoffgranulate mit hoher Geschwindigkeit in einem glatten Rohr gefördert werden. Die Granulate prallen häufig gegen die Rohrwand und gleiten daran entlang. Beim Gleiten schmilzt ein Teil des Materials und haftet an der Rohrwand. Durch Wiederholung dieses Vorgangs wächst die Materialablagerung, bis sie sich von der Rohroberfläche löst. Löst sie sich früh, entsteht ein dünner Kunststofffaden, häufig als "Engelhaar" bezeichnet; löst sie sich später, ist das Kunststoffband bereits mehrere Zentimeter lang und breit und bildet einen Streifen (Streamer). Diese Polymerbänder können sich am Ende einer Förderleitung ansammeln und Verstopfungen in Trichtern oder Ventilen verursachen. Werden sie zusammen mit intaktem Granulat verpackt, stellen sie beim Kunden Qualitätsmängel dar.

Feinanteile entstehen eher durch das Aufprallen der Granulate auf die Rohrwand mit hoher Geschwindigkeit, wobei ein kleiner Teil des Granulats beim Aufprallabbricht. Das abgetrennte Teil wird pneumatisch weitergefördert und bildet einen Feinanteil.

2. Wie vermeidet man Streifen (Streamer) beim Fördern von Kunststoffgranulat?

Streifen (Streamer) entstehen, wenn Kunststoffgranulate über längere Strecken an der Rohrwand entlanggleiten. Dieser Effekt wird begünstigt, wenn Rohre eine glatte Oberfläche aufweisen und lange Krümmerradien vorhanden sind, die die Granulate über einen längeren Zeitraum an der äußeren Krümmung des Bogens halten.

Abbildung 1: Mechanismus der Entstehung eines Streifens (Streamer) in einer pneumatischen Förderleitung

Fördersystem im Verdünnungsstrom (Dilute Phase) : beim Fördern von Granulat im Verdünnungsstrom können folgende Maßnahmen ergriffen werden:

• Installation von Rohren mit rauer Oberfläche durch Sandstrahlen oder gerichtetes Kugelstrahlen
• Reduzierung des Krümmerradius

Diese Empfehlungen können tatsächlich den Druckverlust erhöhen, daher muss das System speziell dafür ausgelegt oder die Leitungsauslegung vor Änderungen überprüft werden.

Rauere Rohre und kurze Krümmerradien widersprechen den meisten Standard-Auslegungsoptionen für pneumatische Fördersysteme und sind spezifisch für die Handhabung von Kunststoffgranulat.Pneumatisches Fördern in der Lebensmittelindustrie konzentriert sich beispielsweise im Gegensatz darauf, sehr glatte Rohre zu verwenden, um Produktanhaftungen zu minimieren, und lange Krümmerradien, um Partikelbruch zu vermeiden.

Fördersysteme im Dichtstrom (Dense Phase): eine weitere Option, die tatsächlich die effizienteste ist, besteht darin, die Fördergeschwindigkeit zu reduzieren. Dies ist bei bestehenden Systemen nur begrenzt möglich, aber für neue Systeme kann Dichtstromförderung in Betracht gezogen werden.

3. Wie vermeidet man Feinanteile beim Fördern von Kunststoffgranulat?

Feinanteile entstehen, wenn die Granulate mit hoher Geschwindigkeit aufeinander oder auf die Rohrwand prallen.

Fördersystem im Verdünnungsstrom: falls Sie ein Verdünnungsstrom-Systembetreiben, können Feinanteile durch Reduzierung der Fördergeschwindigkeit (Versuche zur Optimierung der Geschwindigkeit sind erforderlich, um Rohrverstopfungenzu vermeiden), durch sichere Ausrichtung aller Rohrverbindungen, durch Verwendung glatter Rohre mit langen Krümmerradien oder spezieller Krümmer reduziert werden. Beachten Sie, dass diese letzten Empfehlungen tatsächlich dem entgegenwirken, was die Bildung von Streifen (Streamer) reduziert, es gilt also, einen Kompromiss zu finden. Allerdings können spezielle Rohrbehandlungen wie Sandstrahlen und gerichtetes Kugelstrahlen die Entstehung von Feinanteilen verringern. Falls möglich, sollte die Rohrleitung überprüft werden, um die Anzahl der Krümmer zu reduzieren, und eine stufenweise Anpassung des Rohrdurchmessers in Betracht gezogen werden, um die Endgeschwindigkeiten in der Leitung zu senken.

Fördersystem im Dichtstrom: die Förderung mit niedriger Geschwindigkeit reduziert die Entstehung von Feinanteilen deutlich, auch wenn weiterhin einige entstehen werden.

4. Wie entfernt man Feinanteile?

Falls trotz der oben genannten Maßnahmen Feinanteile vorhanden sind, kann am Ende der pneumatischen Förderleitung ein Sichter (Elutriator) installiert werden, der die Feinanteile abtrennt und zu einem Filtersystem leitet, während die Granulate weitergefördert werden.

Für Streifen (Streamer) und Engelhaare könnte ein Siebsystem (Schwingsieb) installiert werden.