Klumpenfrei

Klumpenfrei mischen in der Schüttgut-Verfahrenstechnik

Der Begriff klumpenfrei ist kein Fachterminus, wird jedoch im Zusammenhang mit Pulvern und Schüttgütern häufig verwendet. Klumpen entstehen insbesondere, wenn pulverförmige Stoffe in Säcken oder Big Bags übereinander gestapelt werden. Auch während der Lagerung in Silos über längere Zeiträume kann es durch Verdichtung, Restfeuchte oder Temperaturgradienten zur Ausbildung von Klumpen kommen.

Besonders kritisch ist frisch vermahlener Zucker. Wird er ohne Abkühlung direkt abgefüllt, kann die Restwärme in Kombination mit hygroskopischen Eigenschaften zu sofortiger Klumpenbildung führen. Generell fördern auch Überfeuchtung, Kapillarkondensation oder Flüssigstoffzugaben die Bildung von Agglomeraten. Diese unerwünschten Agglomerate entstehen durch interpartikuläre Haftkräfte wie Van-der-Waals-Kräfte, elektrostatische Aufladung oder Flüssigkeitsbrücken. Je kleiner die Partikelgröße, desto stärker wirken diese Bindekräfte im Verhältnis zur Schwerkraft.

Die Mischtechnik von amixon® kann Klumpenbildung weitgehend vermeiden, wenn die Anlagen prozessgerecht betrieben werden. High-Shear-Blades und Schneidrotoren erzeugen hohe Schergradienten, die Agglomerate effizient desagglomerieren. Gleichzeitig verbessern sie die Flüssigstoffverteilung und verkürzen die Mischzeit.

Kurze Mischzeiten bedeuten in der Praxis eine reduzierte Einbringung mechanischer Energie. Da diese Energie stets in Wärme dissipiert, bleibt das Mischgut in amixon® Mischern thermisch weitgehend unbeeinflusst. Die hohe Mischeffizienz führt zu einer homogenen Stoffverteilung ohne messbare Erwärmung des Produkts.

Es gibt jedoch auch Verfahren, bei denen eine gezielte Agglomeration erwünscht ist. Beispiele sind die Tablettenherstellung durch Pressen von Granulaten oder die Aufbau-Granulation (im Ringschicht-Mischgranulator) von Pulvern zu definierter Korngröße für bessere Rieselfähigkeit und Dosierbarkeit. Solche Aufbereitungsverfahren erfordern präzise Prozessführung und müssen im Technikum erprobt und validiert werden.

Benetzungs- und Desagglomerationsprozesse sind oft komplex. Sie hängen von Partikelform, Oberflächenenergie, Porosität, Viskosität der Flüssigphase und den Prozessparametern ab. Daher empfiehlt es sich, praxisnahe Mischversuche im amixon® Technikum durchzuführen. Dort stehen über 30 verschiedene Testmischer in unterschiedlichen Baugrößen und Konfigurationen zur Verfügung, um Prozesse realitätsnah zu simulieren und zu optimieren.