Siebmaschine
Letzter Autor: induux Redaktion
Siebtechnik in der Industrie: Funktionsweise
Geht es um die Verarbeitung von Schüttgut in der Industrie, dann zählt die Siebtechnik zu den ältesten Technologien. In vielen Industriebereichen zeichnet sich die Produktqualität anhand ihrer Reinheit aus. Verunreinigungen müssen somit ausgeschlossen werden, Flüssigkeiten und Schüttgüter werden unter anderem mittels Siebmaschinen gereinigt. Ein fester Stoff wird bei der einfachsten Art des Siebens in zwei Bestandteile getrennt, die sich in ihrer Größe signifikant voneinander unterscheiden. Dabei trennt ein Siebeinleger die Stoffe voneinander. Der Siebeinleger ist zum Beispiel ein Lochblech oder ein Gewebe. Je nachdem, welche Art von Stoffen voneinander getrennt werden sollen, ist das Maschengewebe bzw. die Löcher kleiner oder größer (gestrickt). Indem die kleineren Partikel durch die Öffnungen im Siebeinleger fallen können (Unter- oder Feinkorn) und die größeren Partikel nicht durchpassen (Grob- oder Überkorn), werden die Stoffe voneinander getrennt. Bei jedem Siebprozess passiert es, dass sogenanntes Steckkorn (auch Grenzkorn) in den Öffnungen des Siebeinlegers hängen bleibt. Dadurch sind die Sieböffnungen verstopft und der Siebprozess funktioniert nur eingeschränkt. Die Reinigung des Siebs ist daher notwendig, um den Wirkungsgrad der Siebmaschine voll auszuschöpfen.
Siebverfahren
Wie funktioniert das Siebverfahren? In der Industrie gibt es verschiedene Siebtechniken. Es ist wichtig, das richtige Siebverfahren auszuwählen. Bei der Entscheidung für eine Siebtechnik betrachtet man immer die Aufgabe des Siebens im Produktionsprozess. Folgende Siebverfahren gibt es:
- Die Schutzsiebung entfernt Fremdkörper und sichert die Produktqualität.
- Mit der Grob- bzw. Überkornabtrennung werden zu grobe oder zu große Elemente des Produkts herausgefiltert.
- Bei der Feinkornabtrennung soll das Gegenteil bewirkt werden, zu kleine Elemente oder Staubpartikel werden vom Rest abgetrennt.
- Die Klassiersiebung ist ein Verfahren, bei dem ein Gemisch aus festen Stoffen in mindestens zwei Einheiten getrennt wird.
- Beim Desagglomerieren werden Agglomerate aufgetrennt. D.h. wenn sich beim Sieben der Siebstoff zu einem "Klumpen" zusammengefügt hat, der nicht mehr durch die Sieböffnung passt, wird er durch das Desagglomerieren wieder auseinandergezogen, um durch die Sieböffnungen fallen zu können.
- Das Passieren hängt mit dem Desagglomerieren zusammen. Nachdem die Stoffe desagglomeriert wurden, werden pastöse Stoffe durch den Einsatz von Abstreifleisten durch das Sieb hindurch passiert.
Aufbau der Siebmaschine
Der Siebeinleger ist das zentrale Bauteil einer Siebmaschine. Er befindet sich in einem runden oder eckigen Gehäuse. Durch einen Einlauf am Gehäuse wird die Siebmaschine mit dem Siebgut befüllt. Nun kann der Siebprozess beginnen: der Siebeinleger fängt an, sich zu bewegen. Durch die Bewegung gelangt das Feinkorn durch das Siebgewebe. Das übrige Grobkorn wird durch einen Überlauf abgeführt. So findet der Siebprozess effizient und schnell statt.
Die Bewegungen der Siebmaschine können auf drei verschiedene Arten passieren:
- Vibration = Vibrationssiebmaschinen
- Schwingbewegungen (linear oder kreisend) = Hubsiebmaschinen
- Rotation = Zentrifugalsiebmaschinen
Bei Hub- und Vibrationssiebmaschinen ist der Siebeinleger horizontal im Gehäuse angebracht. Bei diesen Siebprozessen macht man sich Bewegungen und die Gravitationskraft zu Nutze. Der Siebeinleger ist an Technische Federn angebracht, um mit der Bewegung schwingen zu können. Die Schwingungen gehen von einem Vibrationsmotor aus.
Beim Zentrifugal-Sieben ist der Siebeinleger ein Siebkorb und hat eine zylindrische Form. Im Korb sind sich drehende Wellen mit Rotoren angebracht, so gelangt der Stoff an die Siebfläche. Das Gehäuse ist fest an einem Gestell befestigt.
Siebmaschinen nach Aufbau
- Schwingsiebmaschinen
- Plansiebmaschinen
- Vibrationssiebmaschinen
- Sternsiebmaschinen
- Scheibensiebe
- Langhubsiebmaschinen
- Zentrifugalsiebmaschinen
Reinigung des Siebeinlegers
Beim Schüttgut gibt es neben dem Feinkorn, das durch das Siebgewebe hindurchfällt und dem Grobkorn, das nicht durch das Siebgewebe passt, das Steckkorn. Das Steckkorn passt genau in die Sieböffnungen des Einlegers und verstopft diesen. Damit die Siebmaschine einwandfrei funktioniert, muss das Steckkorn aus den Öffnungen entfernt werden. Diesen Prozess nennt man Abreinigung von Siebgewebe.
Es gibt verschiedene Abreinigungssysteme für Siebmaschinen (die verschiedenen Abreinigungssysteme sind auch gut im Video der Firma Engelsmann zu erkennen):
Kugelabreinigungssystem
Beim Kugelabreinigungssystem werden unterhalb des Siebeinlegers Kugeln eingesetzt. Durch die Bewegung der Maschine bewegen sich auch die Kugeln und stoßen so von unten gegen den Siebeinleger. Dadurch werden Partikel herausgelöst, die sich in den Öffnungen eingeklemmt haben.
Dreiecksabreinigung
Die Dreiecksabreinigung funktioniert ähnlich wie die Kugelabreinigung. Hier werden kleine Plastik-Dreiecke unterhalb des Siebeinlegers eingesetzt. Die Dreiecke sind zum Beispiel mit Borsten oder Noppen versehen, damit diese das Steckkorn aus den verstopften Öffnungen herausdrücken.
Ultraschallabreinigung
Der Name lässt es schon erahnen: Bei der Ultraschallabreinigung kommen Schallwellen zum Einsatz. Dadurch gerät das Siebgewebe in Schwingung und das Steckkorn löst sich. Ultraschallsysteme werden besonders bei feinpulvrigem Schüttgut verwendet.
Abreinigung mit Anschlagsystem
Wenn die drei genannten Möglichkeiten der Abreinigung nicht eingesetzt werden können, weil das Material des Schüttguts dies nicht zulässt, werden zum Beispiel Anschlagsysteme genutzt. Diese lassen sich in Langhubsiebmaschinen anwenden, indem die horizontale Schwingung genutzt wird. Man befestigt am Siebtrog und am Rahmen Anschlagstutzen, die aufeinander stoßen, wenn die Maschine in horizontale Schwingung versetzt wird. Der Impuls, der durch den Aufprall entsteht, setzt genügend Kraft frei, damit sich das Steckkorn lösen kann.
Die passende Siebtechnik auswählen
Für welche Siebtechnik man sich entscheidet, hängt vom Siebgut, dem Siebverfahren und der Siebfläche ab.
Siebgut
In erster Linie trifft man die Wahl der Siebtechnik nach dem Siebgut. Denn die Beschaffenheit des Produkts bestimmt, welche Siebtechnik zu wählen ist. Man muss das Siebgut genau untersuchen und seine Eigenschaften kennen. Denn natürlich stellt das Aussieben von Nussschalen andere Anforderungen als ein pastenähnliches Produkt. Bei der Untersuchung des Siebguts wird auf Folgendes geachtet:
- Gewicht und Schüttwinkel
- Fließfähigkeit
- Feuchtigkeitsgehalt
- Temperatur
- Fettgehalt
Siebverfahren
Es gibt verschieden Siebverfahren: Die Schutzsiebung, Überkornsieben und die Klassiersiebung. Für welches Verfahren man sich entscheidet, hat auch Auswirkung auf die zu wählende Siebtechnik. Mithilfe von Tests kann man ermitteln, welches Siebverfahren die besten Ergebnisse erzielt und Feinjustierungen durchführen. Dieses Vorgehen ist besonders bei Schüttgut mit schwierigen Eigenschaften ratsam.
Siebfläche
Wie schnell soll der Siebprozess von statten gehen (Durchsatzleistung)? Daran ist auch die Wahl der Siebfläche gekoppelt. Dabei muss die Fließeigenschaft des Produkts berücksichtigt werden. Es ist wichtig, dass die Siebfläche groß genug ist, damit sich das Siebgut nicht zu sehr im Siebeinleger anstaut. Denn dann kann das Siebgut durch die Bewegung überlaufen und wird ungewollt durch den Überlauf abgeführt. Auch eine zu große Fläche ist nicht optimal. Dadurch ist zu viel ungenutzte Fläche vorhanden, was nicht wirtschaftlich ist.
Reinigung, Betrieb und Wartung
Reinigung der Siebmaschine
Siebmaschinen werden oft im Lebensmittelbereich eingesetzt. Hier ist die Einhaltung der Hygiene von besonderer Bedeutung. Generell müssen die Siebmaschinen bei einem Siebgutwechsel rückstandsfrei sein. Nur so kann die Kontamination eines Produkts durch anderes Schüttgut verhindert werden. Deshalb wird beim Bau von Siebmaschinen darauf geachtet, dass es keine Flächen gibt, die nicht gereinigt werden können. Als Material bietet sich Edelstahl an, da Edelstahl durch die glatte Oberfläche leicht zu reinigen ist und auch Reinigungsmitteln gegenüber resistent bleibt.
Siebmaschinen und deren Komponenten müssen einfach und schnell zu reinigen sein. Die Reinigung der Siebmaschine ist immer mit dem Stillstand der Maschine verbunden - d.h. in dieser Zeit kann kein Siebprozess stattfinden und es kommt zu Verlust. Um möglichst wirtschaftlich handeln zu können, muss die Reinigung also schnell und sorgfältig möglich sein. Am leichtesten lassen sich Rundsiebe reinigen. Auch die Zentrifugalsiebe oder rechteckige Siebe lassen sich gut reinigen, wenn bei der Konstruktion entsprechend der Hygieneanforderungen gebaut wird.
Die Reinigung der Siebmaschine kann am Einsatzort geschehen. So wird ein möglichst kurzer Stillstand der Maschine erreicht. Manche Siebmaschinen müssen für die Reinigung auch an andere Orte transportiert werden. In so einem Fall ist schon bei der Anschaffung der Maschine darauf zu achten, dass der Transport möglichst einfach vonstatten gehen kann.
Siebeinleger richtig lagern
In eine Siebmaschine können verschiedene Siebeinleger eingesetzt werden. Denn je nach Schüttgut braucht man ein anderes Siebgewebe. Die Siebeinleger, die gerade nicht in Verwendung sind, müssen an einem geschützten Ort aufbewahrt werden, der ihre Lebensdauer nicht vermindert. So behalten die Siebeinleger einen einwandfreien Zustand und liefern zuverlässige Ergebnisse.
Für die Aufbewahrung von Siebeinlegern gibt es spezielle Schränke. Diese sind individuell anpassbar, bieten den Einlegern genügend Platz und schützen sie vor Staub und anderen äußerlichen Einwirkungen. Gleichzeitig garantieren sie, dass die nötige Luftzirkulation im Schrank gegeben ist (z.B. bei Siebeinlegern, die Hitze ausgesetzt wurden und nun abkühlen müssen), um die Entstehung von Feuchtigkeit zu verhindern. Viele Lagerschränke lassen sich auch als Transportbox nutzen. So lassen sich die Siebeinleger auch über weite Strecken sicher bis zur Siebmaschine transportieren. Solche Einlegerschränke werden entweder mithilfe eines Staplers von A nach B bewegt oder durch ein eigenes Fahrgestell.
Wartung und Betrieb
Für den sicheren Betrieb der Maschine und das Erzielen präziser Ergebnisse ist es notwendig, stets den passenden Siebeinleger zu verwenden. Wenn ein Wechsel des Siebeinlegers ansteht, ist das widerum mit dem Stillstand der Maschine verbunden. Beim Kauf einer Siebmaschine muss darauf geachtet werden, dass der Siebeinleger möglichst werkzeugfrei ausgetauscht werden kann. Auch die restlichen Komponenten der Maschine sollten mit wenigen Handgriffen austauschbar sein. Auch während die Maschine in Betrieb ist, sollten Änderungen an den Maschineneinstellungen vorgenommen werden können. Zum Beispiel muss die Vibrationsamplitude oder die Neigung des Siebdecks einstellbar sein.
Einsatzbereiche von Siebmaschinen
Siebmaschinen werden in vielen Branchen eingesetzt. Einige davon seien hier genannt:
- Pharmazie
- Chemie
- Kunststoff
- Lebensmittel