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Mechanische Verfahrenstechnik - Aufbauagglomeration und Pressagglomeration

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Mechanische Verfahrenstechnik

Aufbauagglomeration und Pressagglomeration

Nachdem wir bisher von der Agglomeration im Allgemein gesprochen haben, wollen wir uns nun einzelne Ausprägungen näher anschauen.

Aufbauagglomeration - Definition, Varianten

Bei der Aufbauagglomeration erfolgt die Bildung größerer Partikel entweder durch Abrollbewegungen der Ausgangspartikel oder durch direkte Partikelstöße. Die die Partikel umgebenden Fluid können Gase oder Flüssigkeiten sein.

Rollagglomeration

Bei der Rollagglomeration können annähernd kugelförmige Partikel erzeugt werden, indem das Material in Trommeln oder Tellern bewegt wird. Die Zugabe von Flüssigkeiten verbessert dabei die Haftungsbedingungen. Liegt das Material flüssig vor (Suspension), so kann eine Trocknung und Agglomeration in der Wirbelschicht stattfinden.

Mischagglomeration

Auch die Mischagglomeration ist ein kombiniertes Verfahren zur Partikelvergrößerung. Hier werden unterschiedliche Partikel in Verbindung miteinander gebracht.

Strahlagglomeration

Die Strahlagglomeration findet immer dann ihren Einsatz, wenn das Partikelkollektiv in feuchter Umgebung eine klebrige Oberfläche bildet.

Pelletieren

Das Pelletieren zählt auch zu den Verfahren der Aufbauagglomeration. Die Aufgangspartikel werden in einer Pelletiertrommel in Rotations versetzt und unter Hinzugabe von Wasser bilden sich aufgrund der Kapillarkräfte Pellets. Dieser Anlagerungsmechanismus ist in der nächsten Abbildung dargestellt:

Anlagerung bei der Pelletbildung
Anlagerung bei der Pelletbildung

 

Merke

Hier klicken zum AusklappenGenerell kennzeichnet eine Agglomeration wie das Pelletieren, dass Aufbauvorgänge auch immer in Verbindung mit gleichzeitig ablaufenden Zerfalls-/Zerkleinerungsvorgängen stehen. Beides bestimmt letztlich die Pelletgrößenverteilung. Sind die Pellets zu klein, werden diese im Pelletierprozess abgetrennt und zusammen mit neuen Ausgangspartikeln erneut der Pelletiermaschine zugeführt.

Pressagglomeration

Anders als bei der Aufbauagglomeration wirken hier von außen Kräfte, die einen Druck erzeugen und somit das Partikelkollektiv verdichten. Im ersten Schritt führt dies zu einer Erhöhung der Kontaktstellen zwischen den Partikeln.

Merke

Hier klicken zum AusklappenHandelt es sich um deformierbare Partikel so nimmt die Zahl der flächenförmigen Kontakte zu, die zuvor punktförmige Kontakte waren.

Nicht deformierbare, spröde Partikel hingegen zerbrechen und füllen mit ihren Bruchstücken die Hohlräume aus. Daraus ergibt sich wiederum eine Verdichtung.

Unabhängig davon ob eine Verdichtung aufgrund von Deformation oder Bruch vorliegt, beide Vorgänge haben gemein, dass eine Wärmeentwicklung auftritt. Eine Sinterung zwischen einzelnen Partikel kann dabei auftreten.

In der nächsten Abbildung siehst du Stufen des Pressverdichtens.

Verdichtungsvorgänge beim Pressverdichten
Verdichtungsvorgänge beim Pressverdichten

Pressgeräte für eine Pressagglomeration

Die Pressagglomeration kann mit unterschiedlichen Geräten durchgeführt werden. Gängige Pressgeräte sind:

  • Stempelpresse,
  • Tablettenpresse,
  • Strangpresse,
  • Lochpresse,

Merke

Hier klicken zum AusklappenStempel- und Tablettenpressen arbeiten mit geschlossenen Formen, Strang- und Lochpressen hingegen arbeiten mit einem offenen Pressraum mit kontinuierlichen Durchsatz des Pressgutes.

 Im kommenden Kurstext stellen wir dir nacheinander folgende Haftmechanismen vor:

  • Festkörperbrücken,
  • Flüssigkeitsbrücken
  • Formschlüssige Bindungen und
    Anziehungskräfte