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Pneumatische Förderung von Zucker

Welche pneumatischen Fördersysteme eignen sich für den Transport von Zucker?

Frage oder Anmerkung? Bitte kontaktieren Sie uns unter admin@powderprocess.net

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Zusammenfassung des Abschnitts
1. Einführung: Zucker in der Industrie?
2. Pneumatische Förderung von Zucker
3. Förderung in der Verdünnungsphase (dilute phase) von Zucker
4. Förderung in der Dichtphase (dense phase) von Zucker

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1. Einführung: Zucker in der Industrie?

Zucker ist in der Lebensmittelindustrie allgegenwärtig. Er gehört zu den am häufigsten verwendeten Zutaten in einer Vielzahl von Produkten wie Backwaren, Joghurt, Getränken usw. Obwohl Zucker in letzter Zeit aufgrund seiner gesundheitlichen Auswirkungen in der Diskussion steht, werden jährlich zwischen 170 und 190 Millionen Tonnen produziert. Das bedeutet, dass Unternehmen, die sich mit der Schüttgutverarbeitung für die Lebensmittelindustrie befassen, früher oder später mit der Handhabung von Zucker konfrontiert werden. Diese Industrien müssen daher große Mengen Zucker in ihren Anlagen transportieren, und eine der effizientesten Methoden hierfür ist die pneumatische Förderung. Zur Unterstützung bei der Auslegung von Anlagen oder der Fehlerbehebung bietet diese Seite einen Überblick über die pneumatische Förderung von Zucker.

2. Pneumatische Fördersysteme für Zucker

Die pneumatische Förderung bietet viele Vorteile, die sie zu einer guten Wahl für den Transport von Pulvern wie Zucker machen: Sie erreicht hohe Kapazitäten, kann über relativ große Entfernungen fördern und verfügt über eine flexible Rohrleitungsführung. Zudem ermöglicht sie eine effektive Staubkontrolle sowie die Minimierung von Staubexplosionsrisiken.

In einem pneumatischen Fördersystem wird Luft auf einer Seite des Prozesses eingeblasen, und das Gemisch aus Gas und Pulver strömt durch die Förderleitungen bis zu seinem Endziel. Es gibt jedoch verschiedene Methoden, um die Luft einzublasen und das Pulver in die Förderleitung einzuspeisen. Daher wurden im Laufe der Zeit unterschiedliche Fördertechnologien entwickelt, typischerweise die Verdünnungsphase (dilute phase) und die Dichtphase (dense phase) -Förderung.

Zucker eignet sich für beide Arten der pneumatischen Förderung. Die Entscheidung für die Technologie hängt von den Prozessanforderungen einer Anwendung sowie von der tatsächlichen Beschaffenheit des zu verarbeitenden Zuckers ab, da dieser unterschiedliche Partikelgrößen aufweisen kann.

3. Verdünnungsphase (dilute phase)

Wann kann sie für die Zuckerförderung eingesetzt werden?

Eine sehr häufige Methode zum Transport von Pulvern ist die Förderung in der Verdünnungsphase. Das Pulver wird dabei durch die Luft verdünnt, was bedeutet, dass das Verhältnis (kg Produkt/kg Luft) relativ niedrig ist (max. 5–10). Das Produkt wird in Form einer "Wolke" durch die Förderleitungen transportiert. Der Transport kann durch Druck oder durch Vakuum (kürzere Distanzen) erfolgen.

Diese Technologie wird sehr häufig für Zucker eingesetzt, insbesondere in Fabriken, die Zucker als Zutat für ihre Produkte in Säcken oder Big Bags erhalten. Die Anlagenbetreiber müssen dann folgende Ausrüstung installieren:

• Sack-Kippstation, oder Big-Bag-Entleerstation
• Sieb und Magnetabscheider zur Entfernung von Fremdkörpern,
• Produktzuführung in die pneumatische Förderleitung, z. B. mit einer Zellenradschleuse für die Druckförderung (die Zellenradschleuse kann als "blow-through" ausgeführt sein, wenn der Zucker nicht gut fließt),
• Das Fördersystem
• Ein Empfänger (Trichter/Silo), ausgestattet mit einem Filter und Explosionsschutzvorrichtungen , falls dies durch eine Staubgefahrenanalyse (DHA, Dust Hazard Analysis)

ermittelt wurde. Abbildung 1: Typisches Zucker-Fördersystem in der Verdünnungsphase

Zucker wird auch sehr häufig in LKWs transportiert, die dann in ein Silo entladen werden müssen. Die Förderung erfolgt dabei mit einem Kompressor auf dem LKW, wobei der Fahrer die Ventile bedient, um den Zuckerfluss zu steuern. Da der LKW-Fahrer die Entladezeit möglichst kurz halten möchte, arbeitet das Fördersystem mit einem relativ hohen Feststoff-/Luft-Verhältnis , wodurch die Förderung zwischen Verdünnungs- und Dichtphase (siehe unten) liegt. Die Förderleitung muss ausreichend dimensioniert sein (ausreichender Durchmesser), um Verstopfungen zu vermeiden, und der Silofilter muss ebenfalls so ausgelegt sein, dass er die großen Luftmengen des Kompressors aufnehmen kann, insbesondere am Ende der Förderung, wenn der unter Druck stehende LKW-Tank plötzlich in die Leitung entspannt. mit ausreichender Fläche ausgelegt sein, um die großen Luftmengen des Kompressors aufzunehmen, insbesondere am Ende der Förderung, wenn der druckbeaufschlagte LKW-Tank plötzlich in die Leitung entspannt.

Beim Fördern von Zucker sollten zwei Schlüsselfaktoren kontrolliert werden: die Luftfeuchtigkeit der Förderluft und die Temperatur der Luft.

Luftfeuchtigkeit : Eine hohe Luftfeuchtigkeit kann auf den Zucker übergehen, was zu Verbackungen im Silo führen kann. Wenn die Luft aus einer unkontrollierten Umgebung (z. B. Außenluft) entnommen wird, sollte ein Luftentfeuchter für die Förderluft installiert werden.

Temperatur: Die Temperatur kann bei der Druckförderung problematisch sein, da bei hohem Druckverlust in der Leitung die Temperatur am Kompressorausgang stark ansteigen kann. Temperaturen über 65–70 °C können zu einer Erweichung des Zuckers führen, was wiederum Verbackungen verursachen kann. Bei extrem hohen Temperaturen kann der Zucker sogar anfangen zu brennen, was ein Sicherheitsrisiko darstellt. Aus diesem Grund bietet die Vakuumförderung – wo anwendbar – viele Vorteile (die Lufttemperatur entspricht der Umgebungstemperatur beim Eintritt in die Förderleitung). Wenn Druckförderung erforderlich ist, sollten Betreiber zumindest die Lufttemperatur und den Druckverlust überwachen, um bei zu hohen Werten Sicherheitsabschaltungen auszulösen. Bei Systemen, die mit relativ hohem Druck arbeiten, sollte ein Nachkühler installiert werden. Bei Verwendung eines Nachkühlers wird dringend empfohlen, die Luft zu entfeuchten, da der Kühler Kondensation und Nebel erzeugen kann, der in den Zucker geblasen wird.

4. Dichtphase (dense phase)

Wann kann sie für die Zuckerförderung eingesetzt werden?

In einigen Anwendungen darf die Zuckergranulat-Struktur nicht zerstört werden, z. B. wenn der Zucker als Dekoration auf Backwaren verwendet wird. Für diesen Zweck kann Zucker in der Dichtphase gefördert werden. Die Dichtphasenförderung ermöglicht deutlich niedrigere Fördergeschwindigkeiten als die Verdünnungsphase. Da die Partikelabnutzung etwa mit der 2,5-ten Potenz der Fördergeschwindigkeit steigt, wird die Pulverzerstörung stark reduziert.

In der Druck-Dichtphase (pressure dense phase), muss die Luft auf einen höheren Druck komprimiert werden als bei der Verdünnungsphase. Dies kann durch die Installation eines speziellen Kompressors oder einfach durch die Nutzung des Druckluftnetzes der Anlage erfolgen. Die erreichten Drücke liegen im Bereich von etwa 1 bar (ü) bis zu mehreren bar (ü). Um das Pulver in die Förderleitung einzubringen, werden oft Druckbehälter verwendet, die für den Druckbetrieb ausgelegt sind. Diese werden als Drucktank oder Drucksendetrichter bezeichnet.

5. Lagerung von Zucker in Silos

Die Lagerung von Zucker in Silos muss besonders sorgfältig geplant werden. Zucker kann verschiedene Probleme verursachen, insbesondere **Staubexplosionen**, die ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellen, sowie **Verbackungen** im Silo, die den Materialfluss erschweren.

5.1 Zuckerstaubexplosion

Insbesondere wenn Trichter und Silos am Ende einer pneumatischen Förderstrecke positioniert sind, kann es zu Staubexplosionen kommen, da während und nach dem Fördervorgang oft eine Zuckerstaubwolke vorhanden ist. Zudem muss das Risiko einer **Kegelentladungsexplosion** in großen Silos beachtet werden.

Aus diesem Grund muss – wie bei allen Verfahren zur Handhabung von Schüttgütern – eine Staubexplosionsrisikoanalyse am pneumatischen Fördersystem und am Empfangssilo durchgeführt werden. Wahrscheinlich sind Schutzmaßnahmen wie Explosionsschutzklappenund konstruktive Anpassungen (z. B. die Einhaltung eines maximalen Silodurchmessers, um das Risiko einer Kegelentladungsexplosion) erforderlich.

5.2 Zuckerverbackung im Silo

Ein weiteres zu berücksichtigendes Risiko – diesmal aus Gründen der Qualität und Prozessleistung – ist die Verbackung von Zucker im Silo. Wird Zucker feuchter Luft ausgesetzt, können sich zwischen den Zuckerkristallen Flüssigkeitsbrücken bilden, die zur Klumpenbildung führen. Dieses Phänomen lässt sich vermeiden, indem die Luft im Silo auf eine relative Luftfeuchtigkeit von etwa 45–50 % r.F. konditioniert wird und das Silo isoliert wird, um starke Temperaturschwankungen zu verhindern (Unterschreiten des Taupunkts der Siloluft kann zu Kondensation führen; das Wasser löst den Zucker leicht an, und beim erneuten Temperaturanstieg verdampft es, wobei starke feste Brücken zwischen den Zuckerkristallen zurückbleiben).