Mischsilo erzielt optimale Mischgüten

Ein Gyraton®-Silomischer erreicht ähnliche Mischgüten wie ein klassischer Präzisionsmischer

Ein Gyraton®-Silomischer kann bis zu 100 m³ Mischgut homogenisieren. Insofern handelt es sich um ein Mischsilo. Das Besondere: Dieser Silo-Mischer kann große Schüttgutmengen mit äußerst geringen Antriebsleistungen präzise homogenisieren. Es entstehen Mischqualitäten, die einer idealen Zufallsmischung entsprechen.

Rechts im Bild ist ein Vertikal-Wendelmischer zu sehen. wobei es sich um einen klassischen Präzisionsmischer handelt. Diese Bauart wird selten größer als 15 m³ gefertigt. Große Präzisionsmischer benötigen entsprechend große Antriebsmotoren und sind deshalb relativ teuer. Präzisionsmischer können nicht beliebig langsam betrieben werden.

Das Helix-Mischwerkzeug des Gyraton®-Mischers ist oben kardanisch gelagert. Der Boden des Mischraums ist als Kugelschale ausgeführt. Ihr Radius entspricht der Länge der Mischwerkwelle. Durch die Überlagerung von Präzession und Rotation entsteht eine zykloidische Bewegung. Je nach Verhältnis von Präzessions- und Drehfrequenz ergeben sich unterschiedliche Zirkulationsprofile. Diese werden an die jeweilige Mischaufgabe angepasst. Da der Rotationsmittelpunkt kontinuierlich wandert, werden alle Bereiche des Mischraums effizient durchmischt.

Es ist davon auszugehen, dass ein Gyraton®-Mischwerkzeug mit sehr niedrigen Drehfrequenzen betrieben werden kann und dennoch ideale Mischgüten erzeugt. Das soll nachgewiesen werden.

Nachweis der exzellenten Mischgüte

Alle gewonnen Ergebnisse fallen vortrefflich aus. Im Anschluss führen wir weitere Mischgütetests unter wissenschaftlicher Begleitung durch. Dabei nutzen wir einen amtlich zertifizierten Qualitätsnachweis für Futtermittel (für Nutztiere). Er ermöglicht den Nachweis der Homogenität von Komponentenzusammensetzungen bis zu einem Verhältnis von 1:100.000.

Erreichbare Mischgüte – eine Betrachtung mit dem Variationskoeffizienten

Die Mischgüte wird in der Regel durch den Variationskoeffizienten beschrieben. Von besonderem Interesse ist, wie sich dieser Kennwert im Verlauf eines definierten Mischprozesses verändert und ab welchem Zeitpunkt er einen stabilen, optimalen Wert erreicht. In der Praxis entspricht der stabile Endwert einer maximal erreichbaren Zufallsmischung. Diese ist nicht perfekt, sondern zeigt eine sogenannte Reststreuung ,V_∞' . Diese beschreibt die verbleibende Abweichung von einer idealen Gleichverteilung im statistischen Mittel.

Der zeitliche Verlauf des Variationskoeffizienten lässt sich idealisiert mit einer Exponentialfunktion abbilden.

V_x(t) = V₀ · e^−k·t + V_∞

x1​,x2​,...,xn​ : Konzentrationsgehalte
n : Anzahl der Proben
s : Standardabweichung
x_{q :} Mittelwert der Konzentration
V₀​ : Variationskoeffizient der Anfangsstreuung
V_x​ : Variationskoeffizient 
k : Mischintensität
t : Mischzeit
V_∞ ​: Variationskoeffizient der Reststreuung im Gleichgewicht

Anmerkung:
Um eine noch bessere Homogenität als die durch Zufall erreichbare Mischgüte zu erzielen, müsste theoretisch jedes einzelne Partikel aller Komponenten gezielt in einer dreidimensionalen Matrix am exakt richtigen Ort platziert werden. Das ist denkbar – aber in der Praxis nicht realisierbar.

Große Flexibilität und Einsatzvielfalt

Um die Mischgüte-Resultate besser einordnen zu können, vergleichen wir sie mit denen unserer etablierten Präzisionsmischer. Hierzu liegen uns viele Referenz-Resultate vor. Wir können nachweisen, dass der Gyraton-Mischer unter den von uns gewählten Betriebsbedingungen ideale Mischgüten erzeugt.

Es scheint in weiten Bereichen gültig zu sein, dass die Drehfrequenz des Gyraton-Mischwerkzeugs, multipliziert mit dessen Mischzeit, eine Konstante ergibt:

Drehfrequenz · Mischzeit = Konstante C₁

Aus der langjährigen Betriebspraxis ist bekannt, dass das Antriebsdrehmoment vertikaler Wendelmischer bei verschiedenen Geschwindigkeiten relativ konstant bleibt. Voraussetzung ist, dass ein "Schubmischen" stattfindet. Insofern gilt auch, dass das Produkt aus Antriebsleistung und Mischzeit konstant ist.

Antriebsleistung · Mischzeit  =  Konstante C₂

Der Graph links zeigt die große Flexibilität. Wenn keine Eile geboten ist, kann der Gyraton® Mischer beispielsweise mit der momentan verfügbaren Solarenergie vom Dach betrieben werden.

In der Regel werden keine hohen Anforderungen an die Mischzeit eines Silomischers gestellt. Die Zeit der Einlagerung steht für die Homogenisierung zur Verfügung. Auf Wunsch kann der Gyraton®-Silomischer auch kontinuierlich betrieben werden. Je höher dessen Füllgrad gewählt wird, desto besser ist seine Homogenisierungsleistung.