Der Autor: Michael Langer Geschäftsführer, Lipp Mischtechnik
Waren die Anwendungen horizontaler Schaufelmischer zunächst im Wesentlichen beschränkt auf das Vermischen von Pulvern, nahmen die Anforderungen der Anwender aus Chemie-, Nahrungsmittel-, Pharma- und verwandter Industrien rasch zu. Ein typisches Beispiel für die Verwendung horizontaler Schaufelmischer ist die Herstellung von Mischungen, bei denen feine Pulver mit Korngrößen im Bereich <30µm verwendet werden. Bei dieser Feinheit entstehen leicht Agglomerate, die erhebliche Scherkräfte zur Auflösung erfordern. Um sogenannte strichreine Mischungen zu gewährleisten, musste der einfache Schaufelmischer angepasst werden.
Bei allen Mischprozessen, bei denen pulvrige oder fasrige Stoffe zudem mit Flüssigkeiten zu vermischen sind, besteht die Gefahr, dass sich Partikel zu Agglomeraten verbinden. Bei Reaktions- und Trocknungsprozessen ist das sehr nachteilig, da dies zu Konzentrationsunterschieden von flüssigen Reaktanten bzw. von Feuchte führt. Beim Trocknen kann eine erhebliche Verlängerung der Trocknungszeit die Folge sein und unter Umständen lässt sich die gewünschte Endfeuchte nicht erreichen.
Lipp hat Einbau-Scherköpfe entwickelt, die entstehende Agglomerate auflösen bzw. deren Entstehen verhindern können. Zwei Typen von Scherköpfen werden je nach Schwierigkeit der Aufgabe bzw. der Qualitätsanforderung eingesetzt: der Mehrstufen-Messer-Scherkopf und die Wirbelkammer. Ziel der Geräte ist es, durch Produktscherung Agglomerate aufzulösen bzw. ihr Entstehen zu verhindern. Sie unterscheiden sich durch ihr Potenzial an Scherkrafteinleitung. Der Messerscherkopf wird bei Stoffsystemen angewandt, die nur gering zum Agglomerieren neigen. Die Produktscherung erfolgt hier nur im durch das Mischwerk in den Wirkungsbereich herangeführten Produkt.
Die Wirbelkammer ist so konzipiert, dass das Produkt im Zentrum angesaugt und durch die periphere Scherzone unter intensiver Verwirbelung zurück in den Mischraum befördert wird. Flüssige Komponenten zum Befeuchten oder als Reaktanten können direkt in den Scherbereich der Wirbelkammer dosiert werden. So können Agglomerate gar nicht erst entstehen bzw. sie werden sofort wieder aufgelöst. Da die Wirbelkammer nicht in den Mischraum ragt, lässt sich diese an beliebigen Stellen des Mischermantels anbringen. Die Mischelemente sind nicht wie bei anderen Scherköpfen unterbrochen, wodurch auch die Restentleerung des Mischers deutlich verbessert wird.
Bei Aufheiz-, Reaktions- und Trocknungsprozessen ist der Wärmedurchgang von der beheizten Wand zum Produkt im Mischer von größter Bedeutung. Da die Produkteigenschaften und die Heizmittelbedingungen vorgegeben sind, kann man nur über die Betriebsweise und die Konstruktion des Mischers Einfluss auf den Wärmetransport nehmen. Erheblichen Einfluss hat die Mischwerksdrehzahl bzw. die Häufigkeit der Umschaufelungen. Je öfter pro Zeiteinheit das Gemenge an der beheizten/gekühlten Mischerwand umgeschaufelt wird, desto besser ist der Wärmeübergang Produkt/Wand. Lipp hat deshalb das Triquence-Mischwerk entwickelt, das statt einer drei Umschaufelungen pro Umdrehung ermöglicht, ohne nennenswerte Erhöhung des Energieeintrages durch Reibung. Dadurch kann der Wärmedurchgang um bis zu 100 % gesteigert werden.
