Hammermolenzeven: Typen, Ontwerp & Afmetingsgids

1. Inleiding tot Hammermolenzeven

Hammermolens zijn essentiële componenten in maal- en vermalingsprocessen en worden breed toegepast in sectoren zoals landbouw, voedselverwerking, farmacie en mijnbouw. Hammermolens zijn uitgerust met zeven die de deeltjesgrootte van het eindproduct regelen door enkel deeltjes kleiner dan de zeefopeningen door te laten. Het begrijpen van de verschillende zeeftypen, hun productieprocessen, toepassingen en probleemoplossingstechnieken is cruciaal voor het optimaliseren van de molenprestaties en het bereiken van de gewenste deeltjesgrootteverdeling.

2. Typen Hammermolenzeven

• Ronde-gat-zeven:

• Ontwerp: Deze zeven hebben cirkelvormige perforaties gerangschikt in rijen, waarbij gaten in aangrenzende rijen ten opzichte van elkaar versprongen zijn.

• Toepassingen: Geschikt voor standaard maaltoepassingen, met name voor vrijstromende materialen, korrels, kleine klonten en poeders. Ze worden vaak gebruikt in droge vermaling, mengen, deagglomeratie en het verminderen van de bulkdichtheid van spuitgedroogde poeders.

• Conidur-zeven:

• Ontwerp: Conidur-zeven hebben gerichte perforaties die fijnere vermaling mogelijk maken met verminderde verstopping. Het oppervlak van de zeef is verhoogd om een raspachtige textuur te creëren, wat de snijwerking voor het breken van materiaal verbetert.

• Toepassingen: Ideaal voor het verwerken van broze materialen en het bereiken van uniforme deeltjesgroottes. Ze zijn bijzonder effectief voor het malen van harde materialen die een agressievere maalactie vereisen, zoals zaden, tabletten en snoepgoed.

• Gleuf- of visgraatzeven:
• Ontwerp: Deze zeven worden geproduceerd door langwerpige gaten in plaatstaal te stansen. Bij gleufzeven zijn de sleuven in rijen eind-aan-eind uitgelijnd, met aangrenzende rijen versprongen. Visgraatzeven hebben gaten die hoeken vormen ten opzichte van elkaar, met aangrenzende rijen uitgelijnd.
• Toepassingen: Geschikt voor kleverige, vochtige en vezelige producten dankzij het grotere open oppervlak. Ze worden vaak gebruikt in natte maaltoepassingen.

3. Ontwerp van zeven gebruikt in hammermolens

3.1 Productie van Hammermolenzeven

•  Materialen: Zeven voor hammermolens worden doorgaans gemaakt van koolstofstaal of roestvrijstaal. Koolstofstaal wordt vaak gebruikt vanwege de duurzaamheid, terwijl roestvrijstaal de voorkeur geniet in toepassingen waar corrosiebestendigheid of hygiënische normen vereist zijn, zoals in de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie.
• Proces: Het productieproces omvat geavanceerde technieken om consistente percentages open oppervlak te garanderen in verschillende zeefontwerpen. Dit omvat het aanpassen van de dichtheid van zeefperforaties en de afstand daartussen. De zeven worden vaak op maat gemaakt voor specifieke maalapparatuur en toepassingen.

3.2 Zeefgatmaten en Materiaalspecificaties

• Gatmaatbereiken: De gatmaten voor hammermolenzeven variëren doorgaans van 0,3 mm tot 10 mm voor koolstofstaal en van 0,6 mm tot 5,0 mm voor roestvrijstaal. De daadwerkelijke keuze van de gatmaat moet echter gebaseerd zijn op de gewenste deeltjesgrootteverdeling en de materiaalkenmerken. Voor materialen die een fijnere deeltjesgrootte vereisen, kunnen kleinere zeefopeningen nodig zijn, ongeacht het zeefmateriaal.
• Materiaalselectie: De keuze van het materiaal hangt af van de toepassing. Koolstofstaal wordt vaak gebruikt vanwege de duurzaamheid, terwijl roestvrijstaal de voorkeur geniet voor corrosiebestendigheid en hygiënische toepassingen.

Vuistregel voor het bepalen van de minimale gatmaat voor een gegeven toepassing

[Malczewski] geeft de volgende vuistregel om te schatten welke gatmaat vereist is om een doelgranulometrie te bereiken:

• Voor materialen die gemakkelijk vermalen kunnen worden ("zeer broos"): de gatmaat kan 8 tot 10 keer de grootste gewenste deeltjesgrootte bedragen. Suiker, zouten en granen vallen in deze categorie.
• Voor materialen met een gemiddelde maalbaarheid ("gemiddelde broosheid"): de gatmaat kan 5 tot 8 keer de grootste gewenste deeltjesgrootte bedragen. Harsen, mineralen, chemicaliën en klei vallen in deze categorie.
• Voor materialen die moeilijk te vermalen zijn ("harder, minder broos"): de gatmaat kan 2 tot 5 keer de grootste gewenste deeltjesgrootte bedragen. Hout, graanschillen, schelpen en vezels vallen in deze categorie.

Dit zijn slechts orde-grootten, meestal als startpunt. Het wordt altijd aanbevolen om een set zeefmaten te hebben bij het uitvoeren van proeven, om zo de optimale keuze te kunnen maken voor de beste combinatie van granulometrie en molencapaciteit.

3.3 Percentage Open Oppervlak

• Typische Bereiken: Het percentage open oppervlak beïnvloedt aanzienlijk de doorvoer en efficiëntie van de molen. Bij ronde-gat-perforaties ligt het open oppervlak doorgaans tussen 30% en 60%. Conidur-zeven hebben, door hun ontwerp, een lager open oppervlak, vaak tussen 10% en 20%.
• Impact op Prestaties: Een groter open oppervlak zorgt voor een verhoogde materiaaldoorstroming door de zeef, wat de molencapaciteit verhoogt. Dit kan echter ook leiden tot verminderde zeefsterkte en duurzaamheid. Omgekeerd kan een kleiner open oppervlak de levensduur van de zeef verbeteren, maar mogelijk de doorvoer verminderen. Het is cruciaal om een balans te vinden tussen open oppervlak, structurele integriteit en gewenste deeltjesgrootte.

3.4 Zeeforiëntatie en Randconfiguratie

• Gatoriëntatie: Versprongen gatpatronen zijn effectief in het bevorderen van een uniforme deeltjesgrootteverdeling en het verminderen van de kans op zeefverstopping. Dit ontwerp zorgt ervoor dat deeltjes meerdere kansen krijgen om door de zeefopeningen te gaan.
• Randconfiguratie: De oriëntatie van de scherpe of geboorde rand van de zeef kan de maal-efficiëntie beïnvloeden. Het positioneren van de geboorde kant in de richting van de materiaalstroom kan de snijwerking verbeteren, wat leidt tot fijnere deeltjesgroottes. Dit kan echter ook de slijtage van de zeef verhogen, waardoor frequenter onderhoud nodig is.

4. Probleemoplossing en Onderhoud

1. Verstopping: Zeefverstopping kan optreden bij het verwerken van materialen met een hoog vochtgehalte of materialen die geneigd zijn tot agglomeratie. Het implementeren van geschikte voorbewerkingsstappen, zoals drogen of conditioneren van het materiaal, kan dit probleem verminderen.
2. Slijtage: Regelmatige inspectie en tijdige vervanging van versleten zeven zijn essentieel om de maal-efficiëntie en productkwaliteit te handhaven. Het gebruik van slijtvaste materialen of coatings kan de levensduur van de zeef verlengen.
3. Verkeerde Zeefselectie: Het gebruik van het verkeerde type zeef voor het materiaal kan leiden tot inefficiënte vermaling of slechte deeltjesgroottecontrole. Het is cruciaal dat het zeeftype en de gatmaat overeenstemmen met het materiaal en de gewenste deeltjesgrootte.

Bron

[Malczewski] Selectiecriteria voor zeven in maalmachines, Darrell Malczewski, Processing Magazine, 2023

Hammermolen-afbeelding van Jehmlich (Hammermolens | Vermalingsmachines | JEHMLICH)