Entmischung von Schüttgütern in Haufen und Silos

Projetktbearbeitung: Maria Del Mar Combarros Garcia

Die Handhabung von Schüttgütern erfordert zumeist eine hohe Homogenität um die gewünschten Produkteigenschaften zu erzielen. Leider zeigen die Produkte in vielen industriellen Bereichen Entmischungserscheinungen, welche schließlich zu Störungen im Prozessablauf oder zu Reklamationen von Kunden führen können. Um diese Einmischungen zu verhindern, müssen die zugrundeliegenden Mechanismen verstanden und quantitativ beschrieben werden.

Entmischung von Salz und Mohn beim Aufschütten einer homogenen Mischung auf einen Haufen.

Im Rahmen des Projektes werden auf der einen Seite experimentelle Methoden etabliert um die Entmischung zu charakterisieren und somit der Einfluss von Partikelgröße und -form anhand freifließender Materialien untersucht. Auf der anderen Seite wird mithilfe von Simulationen nach der Diskrete Elemente Methode (DEM) der Einfluss verschiedener Parameter auf das Entmischungsverhalten untersucht. Um zuverlässige Ergebnisse zu erzielen ist jedoch eine präzise Kalibrierung und quantitative, experimentelle Validierung der Simulationen erforderlich. Ein besonderer Vorteil der Simulationen gegenüber dem Experiment ist es, dass nicht nur Größe und Form sondern auch Dichte, Oberflächenrauheit (Reibungskoeffizienten) und Steifigkeit gezielt und unabhängig voneinander variiert werden können. Hierdurch ist es möglich einzelne Effekte zu isolieren, die Mechanismen zu verstehen und diese schließlich durch Gesetzmäßigkeiten zu beschreiben.
In den vergangenen Jahren hat sich die DEM zur Beschreibung des dynamischen Verhaltens granularer Systeme weitgehend etabliert. Da in den Simulationen einzelne Partikel abgebildet werden, ist die Methode für großtechnische Prozesse allerdings nur bedingt anwendbar (z.B. näherungsweise durch „coarse graining“). In diesem Fall können präzise DEM Simulationen genutzt werden um kontinuumsmechanische Modelle zu entwickeln und deren Parameter zu kalibrieren.

 


AG – Mitarbeiter

Aktuelle Projekte

T-MAPPP – Simulation des Bruchs und Abriebs von Granulaten und Tabletten hier

Entwicklung und Charakterisierung der Struktur gescherter kohäsiver Schüttgüter hier

 

 

Abgeschlossene Projekte

Mischverhalten in Mischern mit bewegten Werkzeugen hier

Entmischung von Schüttgütern in Haufen und Silos hier