Vielfältig und äußerst anspruchsvoll
Die größte Herausforderung besteht wohl im Material selbst. Jedes Schüttgut ist einzigartig in Partikelform, -größe, Dichte, Feuchtigkeitsgehalt und Oberflächenbeschaffenheit. Diese Eigenschaften beeinflussen das Fließverhalten, die Lagerfähigkeit und die Reaktion auf mechanische Beanspruchung. Eine scheinbar einfache Aufgabe, wie das Entleeren eines Silos, Trichters, Bunkers oder das Mischen kann durch unerwünschte Phänomene wie Brückenbildung, Segregation und Abrieb empfindlich gestört werden.
Der Brückenbildung den Kampf ansagen
Die Brückenbildung ist eines der frustrierendsten Probleme bei der Lagerung und dem Entleeren von Schüttgütern. Darunter versteht man die Bildung eines stabilen Gewölbes von Partikeln oberhalb des Auslaufs eines Behälters. Dieses trägt das Gewicht der darüber liegenden Materialschicht, der Materialfluss kommt zum Erliegen. Besonders anfällig dafür sind feinkörnige, feuchte oder elektrostatisch aufgeladene Materialien.
Um diesen Effekt zu verhindern, gilt es die Gefäßgeometrie optimal auf die Materialeigenschaften abzustimmen. Korrekte bzw. flachere Trichterwinkel fördern den Massenfluss, der gegenüber dem Kernfluss zahlreiche Vorteile bietet. Bei ersterem ist während des Abzugs der gesamte Siloinhalt in Bewegung. Dies erfordert ausreichend steile und glatte Wände. Beim Kernfluss hingegen bewegt sich zunächst nur das Material im Bereich direkt über der Auslauföffnung. Das Schüttgut aus den entstehenden sogenannten „toten Zonen“ im Randbereich wird erst bei vollständiger Entleerung des Behälters ausgetragen, was zu sehr langen Verweilzeiten und bei Lebensmitteln sogar bis zum Verderben führen kann. Eine verfahrenstechnisch korrekte Dimensionierung des Silos auf Basis von Scherversuchen löst dieses Problem.
Alles fließt – dank Druckluft und Vibrationen
Auch mit einer glatten und reibungsarmen Oberflächenbeschichtung lässt sich der Brückenbildung entgegenwirken. Fließhilfen bringen den Materialfluss durch pneumatische oder mechanische Unterstützung wieder in Gang. So hat z.B. Agrichema, das über mehr als 40 Jahre Erfahrung und umfangreiches Know-how im Schüttgutbereich verfügt, mit seinen Systemen Shock Blower und Vibostar maßgeschneiderte Lösungen für unterschiedlichste Bunker- und Silo-Austragsprobleme im Portfolio. „Unsere individuelle Beratung, die hohe Produktqualität und Serviceleistungen, die nicht mit der Montage enden, sind ausschlaggebende Faktoren für Ihren Erfolg“, sagt Geschäftsführer Michael Roth.
Die Vibrapads von SGH Schüttguthandling optimieren ebenfalls den Austrag von schwer fließenden und brückenbildenden Materialien aus Silos, Behältern und Trichtern und minimieren so Verzögerungen bei der Verarbeitung. Über die Zufuhr dosierter Druckluft von außen wird das Produkt von der Behälterwand gelöst. Die Pads sind ausschließlich für den Intervallbetrieb bei Produktabzug gedacht. „Oftmals genügt schon ein einziger Impuls dosierter Luft“, betont Geschäftsführer Matthias Nothhelfer. „Bestehende Silos lassen sich schnell nachrüsten. Zeit- und kostenintensive Schweiß- und Montagearbeiten gehören damit der Vergangenheit an.“ Vibrationspads gibt es entweder universell, in spezieller Hygieneausführung, für kleine Behälter oder als magnetisch detektierbares Pad.
Segregation gefährdet die Produktqualität
In Prozessen, wo eine hohe Homogenität geboten ist, kann eine Entmischung von Partikeln unterschiedlicher Größe, Dichte oder Form einen kritischen Faktor darstellen. Wenn z.B. in der Pharmaindustrie eine inkonsistente Produktqualität zu einer ungleichmäßigen Dosierung des aktiven Wirkstoffs führt. Segregation tritt vor allem an Übergabestellen, beim Befüllen von Behältern und während des Transports auf. Kontrolliertes Befüllen, Massenfluss-Silos, Pneumatische Förderung und Zumischung von Bindemitteln können hier Abhilfe schaffen.
Abrieb kann erhebliche Kosten verursachen
Hier geht es nicht nur um einen möglichen Qualitätsverlust, sondern auch um eine Gefährdung von Umwelt und Gesundheit durch eine erhöhte Staubentwicklung. Im schlimmsten Fall kommt es zu einer Staubexplosion. Im Vergleich dazu ist ein verstopfter Filter eher harmlos. Zudem besteht ein erhöhter Reinigungsbedarf, der ebenfalls zu Buche schlägt. „Zum Thema Staubbindung effizienter gestalten − welchen Beitrag kann Elektrostatik in der Nassentstaubung leisten?“ wurde gerade übrigens auch eine Folge im messeeigenen Podcast Bulktalk veröffentlicht.
Um Abrieb zu minimieren, kommen Anwender jedoch oft nicht um eine ganzheitliche Überarbeitung ihrer Fördertechnik in puncto Anlagengeometrie und Auskleidungsmaterialien herum. Ein besonderes Augenmerk sollte auf einer schonenden Förderung liegen. Schwerkraftförderung oder Dünnstrom-Pneumatik sind hier die Methoden der Wahl.
Fazit
Die Schüttgutverarbeitung erfordert ein tiefes Verständnis der Partikelmechanik sowie ein enges Zusammenspiel von Materialwissenschaft und Anlagendesign. Erschwerend kommt hinzu: Brückenbildung, Segregation und Abrieb sind keine isolierten Phänomene, sondern oft eng miteinander verknüpft. Abrieb kann z.B. Staub erzeugen, der wiederum die Kohäsion erhöht und somit die Brückenbildung begünstigt und, und, und. Eine effiziente, störungsfreie und qualitätskonforme Produktion basiert auf prüfstandbasierten Materialtests und maßgeschneiderten Anlagen. Die ständige Optimierung der Prozesse und der Einsatz moderner, schonender Förder- und Lagertechnologien sind entscheidend für eine sichere und wirtschaftliche Verarbeitung. Die Aussteller der SOLIDS kennen sich bestens damit aus.
Aktualisiert am 26.11.2025, Quelle:
SOLIDS & RECYCLING-TECHNIK Dortmund, Easyfairs Deutschland GmbH
Fachmesse-Duo für die Schüttgut-, Prozess- und Recycling-Industrie