Ein wichtiges Merkmal von Kunststoffen ist, dass sich ihre Eigenschaften wie Formbarkeit, Härte, Elastizität, Festigkeit oder Temperaturbeständigkeit durch die Beimischung von Additiven und Füllstoffen variieren und auf die Bedürfnisse der jeweiligen Anwendung anpassen lassen. Wobei Additive in der Regel eher in kleinen Mengen hinzugefügt werden. Füllstoffe sind vor allem Streckmittel, die bei der Kunststoffherstellung teure Rohstoffe durch günstigere ersetzen. Einige verbessern zusätzlich die Eigenschaften des Endprodukts.
Calciumcarbonat und Talkum sind die am häufigsten verwendeten Füllstoffe bei Kunststoffen. Calciumcarbonat verbessert die Festigkeitseigenschaften und die Witterungsstabilität, Talkum unter anderem die Steifigkeit und die Wärmestandfestigkeit.
Die Partikelgrößenverteilung eines Füllstoffs ist ein entscheidender Faktor für die Eigenschaften des Kunststoffes. Bei der Herstellung der Füllstoffe wird eine genau definierte Partikelgröße durch Zerkleinern und nachfolgender Trennung nach Größe erreicht, der so genannten Klassierung. Üblicherweise erfolgt die Klassierung im Anschluss an die Zerkleinerung in einer Mühle.
Während die Klassierung in die Mühle selbst integriert werden kann, ist ein externer nachgeschalteter Windsichter gängige Praxis. Dies gilt insbesondere für Kugelmühlen.
Auch vor einem Zerkleinerungsprozess ist der Einsatz eines Windsichters mitunter vorteilhaft. Befindet sich bereits im Aufgabegut eine große Menge Fertiggut, ist es sinnvoll, diesen Anteil vorher abzutrennen. Dieses Feingut belastet dann nicht mehr die Mühle und vermeidet die Übermahlung des Materials.
Der GRC-Windsichter (Guide Ring Classifier) von NEUMAN & ESSER ist ein solcher Windsichter, der in beiden genannten Schaltungen, vor und nach der Mühle, betrieben werden kann. Sein ursprünglicher Arbeitsbereich lag bei Klassierungen von ungefähr 200 μm bis etwa 20 μm (1 μm = 0,001 mm).
Der Windsichter teilt das so genannte Aufgabegut in Feingut auf der einen und Grobgut auf der anderen Seite. Die in unserem Test Center installierte Baugröße GRC 820 erreicht bei mittleren Feinheiten Durchsätze von einigen Tonnen pro Stunde. Für die Klassierung im hohem Feinheitsbereich reduziert sich der Durchsatz auf einige hundert Kilogramm pro Stunde, weil die Anzahl der zu klassierenden Partikel exponentiell ansteigt: Werden 0,1 mm große Partikel auf 0,01 mm zerkleinert, vertausendfacht sich dabei die Anzahl der Partikel.
Das Aufgabegut wird über ein vertikales Rohr von oben zugeführt. Nachdem das Aufgabegut über das Zuführungsrohr auf einen Verteilerteller oberhalb des Sichterrades fällt, wird es nach außen geschleudert. Dort gelangt das Material in einen Ringspalt, der nach innen durch das Sichterrad und nach außen durch den Luftleitring begrenzt wird.
Die zur Klassierung benötigte Luft wird von außen zugeführt und trägt die Partikel zur Trennzone des Sichterrades. Kleine Partikel, also das Feingut, werden mit der Sichtluft durch das Sichterrad getragen, wo es das Sichtergehäuse unterhalb des Sichters verlässt. Das Feingut wird dann im nachfolgenden Filter abgeschieden. Zu große Partikel weist das Sichterrad ab und sie gelangen als Grobgut zum Boden des Sichters. Eine Schleuse trägt dieses Material dort aus.
Um die Leistungsfähigkeit zu verbessern, haben wir den GRC-Windsichter perfektioniert. Idealerweise wären alle feinen Partikel unterhalb der gewünschten Partikelgröße im Feingut und alle groben Partikel oberhalb im Grobgut. Weil dies mit technischen Trennprozessen nicht realisierbar ist, wird eine möglichst hohe Trenneffizienz angestrebt; die so genannte hohe Trennschärfe.
Unsere Process Solution ExpertInnen hatten dabei zwei Punkte besonders im Fokus: das Trennen von kleinen und großen Partikeln, die im Aufgabegut aneinanderhaften, Dispergieren in der Fachsprache genannt, und die effiziente Materialführung im GRC-Windsichter.
Nur wenn der Feststoff als Einzelpartikel in der Sichtzone vorliegt, kann der Sichter das Feingut effektiv aus dem Aufgabegut herausholen und so zwei exakt definierte Teilmengen klassieren. Das Aufgabegut wird in der neuen Ausführung zentral auf einen Verteil-Kegel gegeben, dort rutscht es in die neu entwickelte, innovative Dispergiereinheit. Dann gelangt der Feststoff in den Spalt zwischen Sichterrad und Leitschaufelkranz. Im Unterschied zum vorherigen Leitschaufelkranz sorgt nun ein ausgeklügeltes Leitringsystem für die kontrollierte Materialführung in die Sichtzone.
Umfangreiche Testreihen mit unserem neuen GRC-Windsichter zeigten eine erhebliche Leistungssteigerung hinsichtlich Ausbeute und Durchsatz, kombiniert mit einem deutlich verringerten Energiebedarf. Weiterhin wurde der erzielbare Feinheitsbereich von 200 μm auf bis zu 2 μm anstatt 20 µm verbessert. Es stehen verschiedene Ausführungen des GRC-Windsichters für höhere Durchsätze und andere Anwendungen zur Verfügung. Die Anwendungen reichen von Mineralien über Farben und Lacke bis zum Chemie- und Lebensmittelsektor, wo auch immer der GRC gebraucht wird.
