Verbesserung der Schüttguthomogenität mittels keilförmiger Siloeinbauten bei Massenflusssilos

Abstract

Im Zuge dieser Arbeit wird am Beispiel der Waschpulverproduktion sowohl das Problem der Entmischung aber auch die Zeitverfestigung des Waschpulvers thematisiert.<br />So wird im ersten Schritt die Ist-Situation an einem Industriesilo (Schlitzbunker), der für dieses Schüttgut ein Kernflusssilo ist, hinsichtlich der Entmischung aufgenommen.<br />Es werden die Fließorte des Waschpulvers und der Einfluss der Feuchteaufnahme oder Feuchteabgabe des Waschpulvers auf die Zeitverfestigung bestimmt. Aus den Ergebnissen der Versuche zur Zeitverfestigung wird die Möglichkeit des Durchströmens des im Industriesilo gelagerten Waschpulvers mit kleinen Volumenströmen von trockener Luft zur Verhinderung der Zeitverfestigung ermittelt.<br />Es wird ein Modellsilo gebaut, dessen Seitenwandneigung, Auslassbreite, Wandmaterial veränderbar sind, um somit die Ist-Situation des Industriesilos nachstellen zu können. Für diesen Modellsilo werden bildgebende Messmethoden zur Bestimmung der Fließgeschwindigkeiten und Massenströme im Silo entwickelt, aber auch Methoden zur Messung der Schüttgutzusammensetzung am Siloauslass.<br />Durch vergleichende Messungen der Schüttgutzusammensetzung am Siloauslass wird gezeigt, dass der Modellsilo das gleiche entmischende Verhalten zeigt wie der Industriesilo. Durch Umbau des Modellsilos zu einem Massenflusssilo kann nun die Verbesserung der Entmischung des Schüttgutes gezeigt werden.<br />Gezeigt wird aber auch, dass durch Unterbrechungen des Befüllens des Silos es zu vertikaler Entmischung (Cluster-Bildung) im Silo kommen kann, welche trotz Verwendung des Massenflusssilos zu unerwünschten Schwankungen der Schüttgutzusammensetzung am Siloauslass führt.<br />Im nächsten Schritt werden nun die Möglichkeiten der Verringerung der Entmischung beim Befüllen des Silos durch mehrere Befüllpunkte, aber auch die Möglichkeit der Verwendung eines Einbaus zur Rückvermischung des ausfließenden Schüttgutes behandelt.<br />Für den Einbau, der in diesem Fall ein nach oben offener Keil ist, wird eine Methode zur Berechnung der Einbaugröße und Position im Silo entwickelt.<br />

In the course of this work by the example of washing powder production both the problem of the powder segregation and the caking of the washing powder are brought up for discussion.<br />In the first step the actual situation considering the segregation at an industrial silo, which is a funnel flow silo for the washing powder, is measured.<br />Using a Jenike shear cell the flowability and the caking behaviour of the powder is tested. From the results of the caking analysis the possibility of avoiding this phenomenon by blowing small amounts of dry air through the washing powder during its storage in the silo, was derived.<br />A model silo with a transparent side wall is built, which discharge width, wall angles and wall material can be varied. For this model silo a picture-giving measuring method is developed to determine the velocities of the powder flowing out of the silo.<br />By comparative measurements of the powder composition at the silo orifice it is shown that the model silo has the same segregation behaviour as the industrial silo. By change of the model silo to a mass flow silo an improvement of the homogeneity of the powder leaving the silo can be shown.<br />In addition, it is shown that interrupting the filling of the silo can cause vertical segregation (clustering), which leads despite of using a mass flow silo to unwanted fluctuations of the powder composition at the silo orifice.<br />Therefore the decrease of the fluctuations of the powder homogeneity by the use of more points of filling the silo and the implementation of an insert in the silo is measured and discussed. Also a method is developed to calculate the size and position of the installed insert.<br />