Egal ob Getrei­de oder Mehl, Zucker oder Salz, grob oder fein: Wer mit Gra­nu­la­ten und Pul­vern zu tun hat, hat auch mit ver­stopf­ten Trich­tern zu tun. Das kann vie­le Ursa­chen haben, wie zum Bei­spiel Brü­­cken- oder Schacht­bil­dung im Silo, Kern­fluss, Schie­ßen, Ent­mi­schen, ein­sei­ti­ger Abzug durch Aus­tra­ge­ge­rä­te, Beu­len im Silo durch ein­sei­ti­gen Schütt­gut­fluss oder Erschüt­te­run­gen wie Sil­o­be­ben und Silohupen.

Schütt­gut­wi­der­stand und Trichterverstopfung

Um die Anfäl­lig­keit eines Pul­vers für die­se Pro­ble­me zu bestim­men, ist die wich­tigs­te zu berück­sich­ti­gen­de Eigen­schaft der Schütt­gut­wi­der­stand des Pul­vers bei Ein­lei­tung des Pul­ver­flus­ses. Die Wahr­schein­lich­keit einer Ver­stop­fung hängt neben den Pul­ve­r­ei­gen­schaf­ten selbst aber auch von den Umge­bungs­be­din­gun­gen (wie Feuch­tig­keit, Tem­pe­ra­tur, Trich­ter­geo­me­trie und Span­nungs­zu­stand) ab.

Mit einem ver­ti­ka­len Scher­test lässt sich mes­sen, wann ein kom­pri­mier­tes Pul­ver (wie in einem gefüll­ten Trich­ter) zu flie­ßen beginnt. Mit die­ser Metho­de kann die Ver­dich­tung imi­tiert wer­den, die durch das Eigen­ge­wicht des Pul­vers im Trich­ter auf­tritt, wenn die Aus­lass­öff­nung geschlos­sen und die Zufüh­rung abge­schal­tet ist. Ver­stop­fun­gen kön­nen ins­be­son­de­re dann ent­ste­hen, wenn der Aus­lass wie­der geöff­net und die Zufüh­rung akti­viert wird.

Ver­ti­ka­ler Pulver-Schertest

Mit der ver­ti­ka­len Pul­­ver-Scher­­tes­t­­vor­­rich­­tung kann das Ver­hal­ten eines Pul­vers zum Bei­spiel bei der Lage­rung in einem Silo oder Vor­rats­be­häl­ter unter­sucht wer­den. Eine häu­fi­ge Pro­ble­ma­tik besteht dar­in, dass ein Pul­ver bei Dosier­vor­gän­gen nicht gleich­mä­ßig nach­fließt. Mit die­ser Vor­rich­tung kann die­ses Ver­hal­ten simu­liert werden.

Das Pul­ver wird in die Vor­rich­tung, wel­che mit einer Boden­klap­pe ver­se­hen ist, geschüt­tet und mit einem Gewicht belas­tet. Typi­scher­wei­se bringt der Tex­tu­re Ana­ly­ser noch eine zusätz­li­che Belas­tung von 20 kg auf das Pul­ver auf (Schritt 1).

Nach einer defi­nier­ten Belas­tungs­zeit wird das Zusatz­ge­wicht vom Pul­ver ent­fernt und ein Stem­pel schert dann das Pul­ver durch die nun geöff­ne­te Boden­klap­pe der Vor­rich­tung hin­durch (Schritt 2). Dabei wird das Pul­ver in einen nahe­zu per­fek­ten Scher­zu­stand ver­setzt (wobei die Kraft par­al­lel zur Pul­ver­be­we­gung ver­läuft) (Schritt 3).

Als Ergeb­nis wird die ver­ti­ka­le Scher­fes­tig­keit wie folgt berechnet:

Die­se Prü­fung kann auch zur Berech­nung eines mini­ma­len Aus­lass­durch­mes­sers ver­wen­det wer­den, um einen zuver­läs­si­gen Durch­fluss zu gewähr­leis­ten. Für die­se Mes­sung muss der Anwen­der die Schütt­dich­te und die Scher­fes­tig­keit des Pul­vers ken­nen. Die kraft­schlüs­si­ge Aus­strö­mung aus dem Trich­ter ist die Scher­fes­tig­keit, die das Pul­ver bei der Lage­rung erreicht hat, wäh­rend die kraft­schlüs­si­ge Aus­strö­mung das Gewicht des frei­tra­gen­den Pul­vers ist, das über den Aus­lauf nach unten wirkt.

Infor­ma­tio­nen dar­über, wie die Ergeb­nis­se die­ser Prü­fung zur Berech­nung eines mini­ma­len Trich­ter­aus­las­ses ver­wen­det wer­den kön­nen, fin­den Sie in der Abhand­lung "Eine Unter­su­chung zur Cha­rak­te­ri­sie­rung von Schütt­gü­tern und Strö­mun­gen in Trich­tern" von Edward McGee (Glas­gow Cale­do­ni­an Uni­ver­si­ty, 2005).