Die Anforderungen an Dosiergeräte für Pulver können komplex sein. Für unterschiedliche Anforderungen haben wir passende Lösungen entwickelt. Bei unkomplizierten Pulvern, die nicht hygroskopisch sind und gut fließen, setzen wir Vibrationsförderer ein.
Bei schwerfließendem Material setzen wir Dosiergeräte mit Schnecken-Austrag ein, es werden Geräte mit einfacher- und Doppelschnecke eingesetzt.
Es können zusätzliche Austragshilfen im Dosierbehälter nötig sein. Besondere Behältergeometrien oder Flex-Behälter aus unterschiedlichen Werkstoffen kommen bei schwerfließenden Medien zum Einsatz (Neigung zur Brückenbildung). Weitere optionale Austrags-Hilfen sind Rührwerke, Fluidisier-Böden und Rüttler.
Der Leistungsbereich unserer Lösungen zur Pulverdosierung reicht von 100 g/h bis zu 50 to/h, eine weitere Skalierung ist durch die Kombination von Geräten praktisch unbegrenzt möglich.
Im Rahmen der Projektierung kümmern wir uns auch um die Auslegung der Nachfüllung z.B. über Vakuum-Abscheider.
In der Dosiertechnik werden mit „Pulver“ Materialien sehr unterschiedlicher Schüttverhalten zusammengefasst. Ein Granulat mit gleichkörniger Sphärik fließt fast wie eine Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter — kein Trichter, kein Schüttkegel hält das Material auf. Ein mehlförmiges, agglomerierendes Pulver wie Mehl, Titandioxid, Carbon Black oder Stärke verhält sich dagegen praktisch gegenteilig: es bildet im Behälter Brücken, verkeilt sich in Trichteröffnungen, klumpt zu Agglomeraten — und steht dann in der Anlage, während der nachgeschaltete Prozess weiter Material verlangt.
Wer in der Produktion mit solchen schwer fließfähigen Pulvern arbeitet, kennt das Symptom: Das Dosiergerät meldet eine ordnungsgemäße Austragsleistung. Vorne kommt aber nichts mehr — weil das Material im Behälter „hängt“.
Genau hier setzt die Kombination aus Vibrationsdosierer und gezielten Auftragshilfen an.
Schüttgüter haben eine Eigenschaft, die Flüssigkeiten nicht haben: einen Schüttkegel. Wenn Pulver auf eine Oberfläche fällt, bildet sich ein Kegel mit einem materialspezifischen Schüttwinkel. Dieser Winkel ist bei rieselfähigen Materialien (Quarzsand, gleichkörniges Granulat) flach, bei agglomerierenden Materialien (Mehl, feine Pigmente) steil.
Bei steilen Schüttwinkeln und engen Trichtergeometrien entsteht im Vorratsbehälter eine selbsttragende Brücke — vergleichbar mit einem Steingewölbe, das sich allein durch die Kompression der seitlichen Materialdrücke hält. Solange diese Brücke steht, fließt kein Material nach. Der Prozess unterhalb läuft trocken, ohne dass die Steuerung den Fehler erkennt.
Bei rein volumetrischer Dosierung ist das gefährlich: Das Gerät drosselt zwar nicht den Antrieb, fördert aber nichts mehr — und meldet trotzdem den eingestellten Sollwert. Bei gravimetrischer Loss-in-Weight-Dosierung wird der Fehler sofort sichtbar, weil das Gewicht im Behälter nicht mehr abnimmt. Aber auch hier ist die Lösung nicht, den Fehler nur zu detektieren, sondern ihn zu verhindern.
Auftragshilfen sind zusätzliche Vibrationseinheiten, die an den Vorratsbehälter oder an Trichterwände montiert werden. Sie sind nicht Teil der eigentlichen Förderstrecke, sondern arbeiten ausschließlich auf das ruhende Material im Behälter ein. Durch kontinuierliche oder intervallgesteuerte Mikrovibrationen werden Materialbrücken aufgebrochen, bevor sie tragfähig werden. Agglomerate werden mechanisch zerlegt und in einen pulverigen Fließzustand zurückgeführt.
Für die nachgelagerte Vibrationsdosierung bedeutet das: Im Behälter steht permanent fließfähiges Material zur Verfügung. Die eigentliche Dosierrinne kann dann ihre Arbeit präzise und gleichmäßig erledigen, statt gegen eine intermittierende Materialzufuhr anzuarbeiten.
Wichtig: Eine Schwingrinne im Förderbereich hat eine andere mechanische Aufgabe als eine Auftragshilfe am Behälter. Schnecken-Dosiergeräte können dieses Problem nicht lösen — sie verdichten agglomerierende Materialien eher und schaffen damit zusätzliche Reibungslasten und Abrieb. Eine der wesentlichen Gründe, warum Vibrationsdosierer bei schwer fließfähigen Pulvern technisch überlegen sind.
Mehl in der Lebensmittelproduktion. Bei Bäckerei- und Backwarenherstellern muss Mehl in einer Genauigkeit zugeführt werden, die mit reiner Volumendosierung nicht zuverlässig erreicht wird, weil Mehl Brückenbildung neigt. Vibrationsdosierer mit Behälter-Auftragshilfen lösen diese Aufgabe seit Jahrzehnten.
Titandioxid in der Pigmentindustrie. Titandioxid ist extrem feinkörnig und neigt stark zur Agglomeration. Ohne Auftragshilfe ist eine kontinuierliche Dosierung praktisch nicht stabil zu betreiben. Mit einer gut ausgelegten Kombination aus Auftragshilfe und Vibrationsförderer sind Dosiergenauigkeiten <0,5 % erreichbar.
Carbon Black in der Kunststoff-Pigmentierung. Ein anschaulicher Fall: Bei der Herstellung schwarz eingefärbter Polycarbonat-Platten reicht eine extrem geringe Menge Carbon Black aus — 10 Gramm pro Tonne Polycarbonat sind ein realistischer Wert. Bei direkter Dosierung sind solche Mengen nicht prozesssicher abzubilden. Hier kommt typischerweise das Verfahren der Masterbatch-Dosierung zum Einsatz: Das Carbon Black wird vorab in einer höheren Konzentration im Trägermaterial vorextrudiert (Compoundierung) und dann als Masterbatch in den Hauptprozess gegeben. Damit werden aus 10 g/Tonne direkt undosierbar nun 10 kg/Stunde gut dosierbar.
Pharma und Feinchemie. Aktive pharmazeutische Wirkstoffe (APIs) sind oft sowohl wertvoll als auch agglomerationsfreudig. Saubere Materialführung, Auftragshilfen am Behälter und FDA-konforme Werkstoffe (V4A-Edelstahl, Materialnummer 1.4571) sind hier Standard.
Eine grobe Orientierung:
| Materialverhalten | Empfehlung |
|---|---|
| Rieselfähig, gleichkörnig (Quarzsand, gleichmäßiges Granulat) | Vibrationsdosierer ohne Auftragshilfe ausreichend |
| Mäßig agglomerierend (gemahlene Kunststoffe, manche Granulate mit Feinanteil) | Vibrationsdosierer mit optionaler Auftragshilfe |
| Stark agglomerierend (Mehl, Stärke, Pigmente) | Vibrationsdosierer mit obligatorischer Auftragshilfe am Behälter |
| Schießendes Verhalten (sehr feine, fast staubartige Pulver) | Sondergeometrien mit Drosselung; Auslegung im Einzelfall |
| Mengen unter 200 g/h | Häufig sinnvoller als Masterbatch oder Compoundierung lösen |
| Mengen über 100 t/h | Bandwaage oder Pralltafel-Messung statt Loss-in-Weight |
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Die richtige Auslegung ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Materialeigenschaften, Durchsatzbereich, Genauigkeitsanforderung und Prozesseinbindung. Für besonders kritische Materialien führen wir gemeinsam mit der Universität Düsseldorf und der Hochschule Düsseldorf Partikelverhaltens-Simulationen durch, um das Schüttverhalten quantitativ zu erfassen und die Auslegung modellbasiert zu validieren.
In der Lebensmittel- und Pharmaproduktion sind die produktberührenden Teile typischerweise in Edelstahl ausgeführt:
Die Werkstoffwahl ist Teil der Anwendungsberatung — sie hängt vom Produkt, vom Reinigungsregime und von den geltenden Branchenvorgaben ab.
Beispielanwendungen: Waschpulver, Dosierung von Farbpigmenten
