Mischvorgänge von Schüttgütern beim kontinuierlichen Feststoffmischen und deren Beeinflussung durch Maschinen- und Stoffparameter

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Karl Sommer
• Subject Area: Mechanical Process Engineering
• Term: from 2007 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 37802173

Auf der Basis von Vorarbeiten im DFG Schwerpunktprogramm „Handhabung hochdisperser Pulver“ konnte gezeigt werden, dass der Mischvorgang in absatzweisen und kontinuierlichen Mischern sehr gut mit der Theorie der stochastischen Prozesse beschrieben werden kann. Überraschend dabei war, dass bei vorausgesetzter idealer Quervermischung die alten Vorstellungen und Hypothesen über den Einfluss der „Rückvermischung“ revidiert werden mussten. Parameter der Theorie sind der Dispersionskoeffizient und der Transportkoeffizient. Beide Größen hängen sowohl vom Mischer und den Betriebseinstellungen als auch von den Stoffeigenschaften ab. Die Vorarbeiten zeigten, dass bei gleichen Dispersionskoeffizienten und gleichen Transportkoeffizienten der zu mischenden Produkte (= gleiches Fließverhalten), hinreichend genau nur die mittlere Verweilzeit einen Einfluss auf die Mischgüte hat. Dies gilt unabhängig vom Mischer, den Mischereinstellungen und den Stoffeigenschaften! Auch die Versuchsergebnisse von Weinekötter mit gut fließenden Produkten konnten die Theorie bestätigen. Durch Mischversuche, bei denen die Drehzahl, die Massenströme und die Periodenlänge der generierten Massenstromschwankungen variiert wurden, konnten Kehlenbeck und Sommer, dies auch für das hochkohäsive und schwerfließende Zweikomponentensystem Calciumcarbonat/Maisstärke zeigen.Mit dem vorliegenden Antrag sollen folgende wesentliche Ziele verfolgt werden:• Das experimentelle Ermitteln der Transport- und Dispersionskoeffizienten in Abhängigkeit von Stoff- und Mischerparametern, um die technisch möglichen Grenzen auszuloten.• Bestimmung der Konzentrationsabhängigkeit des Transport- und Dispersionskoeffizienten.• Anpassung des entwickelten Modells an konzentrationsabhängige Koeffizienten und Validierung des adaptierten Modells.• Ermittlung des Zusammenhangs von Stoffparametern und den Mischerparametern,Dispersionskoeffizient und Transportkoeffizient. Insbesondere soll unter Verwendung von Versuchsstoffen unterschiedlicher Eigenschaften geklärt werden, welche Stoffeigenschaften (Fließeigenschaften, Kohäsivität, Haftkräfte) für die Verweilzeit im Mischer von Bedeutung sind.

• DFG Programme: Research Grants