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Informationen für die<br />

Schüttgutindustrie Schüttgut<br />

Inhalt<br />

Planung und Modifikation<br />

von Silos unter Berücksichtigung<br />

des Fließverhaltens<br />

der zu lagernden Schüttgüter<br />

<strong>AGRICHEMA</strong> erweitert<br />

Dienstleistungen<br />

<strong>AGRICHEMA</strong> INFO-TAG<br />

am 13.06.2013<br />

Wichtige Termine<br />

Planung und Modifikation von Silos<br />

unter Berücksichtigung des Fließverhaltens<br />

der zu lagernden Schüttgüter<br />

Dipl.-Ing. Harald Heinrici, Schwedes + Schulze Schüttguttechnik <strong>GmbH</strong>, Am Walde 3, 38302 Wolfenbüttel<br />

Heinrici@schwedes-und-schulze.de, www.schwedes-und-schulze.de<br />

Kurzfassung<br />

Bei der Planung von Siloneuanlagen<br />

sind oft Anforderungen<br />

hinsichtlich eines automatisierten<br />

Betriebs und der Umsetzung eines<br />

Verweilzeitmodells zu erfüllen. Dies<br />

ist nur bei einer Gestaltung des Silos<br />

möglich, die die Eigenschaften des<br />

zu lagernden Schüttgutes berücksichtigt.<br />

Dies gilt auch für bestehende Anlagen.<br />

Bestehende Anlagen sind vielfach<br />

schon mehrere Jahre in Betrieb<br />

und wurden bei ihrer Erstellung in<br />

der Regel nicht nach heute geltenden<br />

Randbedingungen ausgelegt.<br />

Diese Anlagen müssen daher so<br />

modifiziert werden, dass unter Berücksichtigung<br />

der örtlichen Gegebenheiten<br />

dennoch ein Maximum<br />

der Anforderungen erfüllt wird.<br />

1. Einleitung<br />

Bestehende Siloanlagen sind viel-<br />

fach schon mehrere Jahre in Betrieb<br />

und wurden bei ihrer Erstellung in<br />

der Regel nicht nach heute geltenden<br />

Randbedingungen ausgelegt.<br />

An vielen Silos lässt sich schon<br />

von außen erkennen, dass sich im<br />

Betrieb Störungen ergeben. Sie<br />

erfordern ein Eingreifen des Bedienungspersonals,<br />

das einerseits nicht<br />

gewünscht ist und andererseits die<br />

Ursachen der Störungen nur vergrößern<br />

kann.<br />

Bei diesem Silo mit einer Austragschnecke<br />

kommt es offensichtlich<br />

zu Auslaufstörungen. Um die<br />

Brückenbildung und/oder Anbackungen<br />

zu beseitigen, wird<br />

mit Austraghilfen in Form von<br />

Hammerschlägen versucht, eine<br />

Abhilfe zu finden. Durch die Hammerschläge<br />

kommt es aber zu Verformungen<br />

des Silotrichters, die<br />

die Oberfläche rauer machen und<br />

nur größere Fließprobleme erwarten<br />

lassen. Bei dem Silo in Bild 1<br />

ist bemerkenswert, dass auch der<br />

Trichterbereich, der aus vertikalen<br />

Wänden besteht, sehr stark von<br />

Hammerspuren gezeichnet ist.<br />

Um die Ursachen für diese Störungen<br />

im Silobetrieb besser verstehen<br />

zu können, ist zunächst eine<br />

Erläuterung der Fließvorgänge und<br />

–störungen in einem Silo hilfreich.<br />

2. Grundlagen der verfahrenstechnischen<br />

Siloauslegung<br />

Wird Schüttgut aus einem Silo ausgetragen,<br />

so kann sich entweder ein<br />

Massenfluss- oder ein Kernflussfließprofil<br />

ausbilden [1]. In Bild 2<br />

sind diese beiden Fließprofile dargestellt.<br />

Bild 1: Silo mit Austragstörungen<br />

Bei Massenfluss ist der ganze Siloinhalt<br />

in Bewegung, sobald Schüttgut<br />

abgezogen wird. Massenfluss geht<br />

mit einer weitgehend gleichmäßigen<br />

Geschwindigkeitsverteilung<br />

über dem Siloquerschnitt einher.<br />

Während im Siloschaft bei hinreichender<br />

Füllhöhe nahezu Kolbenfluss<br />

herrscht, fließt das Schüttgut<br />

in der Trichterachse etwas schneller<br />

als an der Trichterwand, ohne an<br />

der Wand zum Stillstand zu kommen.<br />

Massenfluss wird sich nur<br />

dann einstellen, wenn die Trichterwände<br />

ausreichend glatt bzw. steil<br />

sind. Ist diese Bedingung nicht erfüllt,<br />

wird sich Kernfluss ausbilden.<br />

Bei Kernfluss fließt das Schüttgut<br />

zunächst nur in einer mehr oder<br />

weniger trichterförmigen Fließzone,<br />

die sich von der Auslauföffnung<br />

nach oben hin erstreckt. Das<br />

Schüttgut in den nicht fließenden<br />

Randbereichen des Silos, die „tote

---

Schüttgut<br />

Bild 2: Fließprofile Massen- und Kernfluss Bild 3: Silo mit drei geneigten Trichterwänden und einer vertikalen Wand<br />

Zonen“ genannt werden, wird erst<br />

bei der vollständigen Entleerung<br />

des Silos ausgetragen.<br />

Zusammenfassend ist festzustellen,<br />

dass Kernfluss mit einer Reihe von<br />

Problemen verbunden ist. Bei Massenfluss<br />

kann lediglich Brückenbildung<br />

auftreten.<br />

3. Betriebsstörungen und<br />

Abhilfemaßnahmen<br />

Die Ursachen für die Betriebsstörungen<br />

sind vielfältig. Typischerweise<br />

sind zu nennen:<br />

¢ Ungünstige Silotrichtergeometrie<br />

¢ Silo wurde für ein anderes<br />

Schüttgut ausgelegt<br />

¢ Keine den Schüttguteigenschaften<br />

angepasste Oberflächenbeschaffenheit<br />

der<br />

Trichterwände<br />

¢ Nicht abgestimmte Schnittstelle<br />

Silotrichter/Austraggerät<br />

In diesem Teil des Beitrags soll zunächst<br />

nur ein typisches Beispiel<br />

für eine ungünstige Silogeometrie<br />

kommentiert werden.<br />

Manchmal besteht der Silotrichter<br />

aus drei oder vier geneigten Seitenwänden.<br />

Der Auslauf ist als Schlitz<br />

ausgeführt, um mit einem Gurtförderer,<br />

Plattenband oder Trogkettenförderer<br />

das Schüttgut auszutragen.<br />

Bild 3 zeigt beispielhaft einen Silo<br />

mit drei geneigten Trichterwänden.<br />

Eine Trichterwand ist vertikal ausgeführt.<br />

Diese Siloform ist aus zwei Gründen<br />

ungünstig. Einerseits ist der<br />

Silotrichter nicht symmetrisch<br />

und andererseits ergibt sich in den<br />

Schnittkanten von zwei geneigten<br />

Trichterwänden ein sehr flacher<br />

Eckneigungswinkel.<br />

Dadurch dass der Silotrichter mit<br />

einer vertikalen Wand ausgeführt<br />

ist, muss die gegenüber liegende<br />

Trichterwand flach geneigt werden.<br />

Zwar wird sich entlang der<br />

vertikalen Wand Fließen sehr leicht<br />

einstellen können, allerdings ist die<br />

Gefahr groß, dass Schüttgut auf der<br />

zu flach geneigten Trichterwand<br />

liegen bleibt.<br />

Die asymmetrische Gestaltung des<br />

Silotrichters hat auch keine Vorteile<br />

hinsichtlich der Vermeidung<br />

von Brückenbildung. Es besteht<br />

zunächst der Anschein, dass sich<br />

eine Schüttgutbrücke entlang der<br />

vertikalen Wand nicht abstützen<br />

kann – ähnlich einem Brett, das<br />

horizontal in den Silotrichter gelegt<br />

wird. Das Schüttgut fließt aber<br />

konvergierend um die geneigte<br />

15º<br />

25º<br />

Trichterachse zum Auslauf, so dass<br />

sich das Auflager einer Brücke in<br />

einem Winkel zur vertikalen Wand<br />

befindet und Brückenbildung<br />

durchaus möglich ist – ähnlich<br />

einem Brett, das in einem Winkel<br />

zur Vertikalen in den Trichter gelegt<br />

wird.<br />

Bei einer symmetrischen Gestaltung<br />

des Silotrichters kann die<br />

Neigung der flach geneigten Trichterwand<br />

von 25° auf 13° reduziert<br />

werden. Es ist aber weiterhin ungünstig,<br />

dass der Silotrichter aus<br />

(jetzt vier) geneigten Seitenwänden<br />

besteht. Wie aus Bild 4 deutlich<br />

wird, ergibt sich in der Schnittkante<br />

ein Neigungswinkel pyr, der je<br />

nach Höhe des Trichters um bis zu<br />

ca. 40 % flacher geneigt ist, als die<br />

Neigung einer Seitenwand. Sollte<br />

die Seitenwand also ausreichend<br />

steil für ein Fließen entlang der geneigten<br />

Wand ausgeführt sein, so<br />

ist es die Schnittkante nicht mehr.<br />

Ausgehend von dem Bereich in der<br />

Schnittkante wird sich eine tote<br />

Zone mit den bereits geschilderten<br />

Auswirkungen ausbilden.<br />

Als Zielgröße für die Neigung<br />

des Silotrichters müsste also die<br />

Schnittkante betrachtet werden.<br />

Wendet man den erforderlichen<br />

Neigungswinkel aber auf die<br />

Schnittkante an, so ergeben sich<br />

25º<br />

| 2<br />

für die Seitenwände sehr steile Neigungen<br />

und eine große Bauhöhe.<br />

Günstigere Trichterformen sind<br />

ein runder oder besonders ein<br />

keilförmiger Trichter mit einem<br />

schlitzförmigen Auslauf. Ein keilförmiger<br />

Trichter lässt sich auch<br />

ax<br />

a<br />

a<br />

pyramidenförmig<br />

<br />

pyr<br />

Bild 4: Silotrichter mit vier geneigten<br />

Seitenwänden<br />

mit einem zylindrischen Siloschaft<br />

kombinieren, allerdings wird die<br />

Trichterkonstruktion durch den<br />

Übergang von rund auf rechteckig<br />

aufwendiger.<br />

Literatur:<br />

[1] Schulze, D., Pulver und<br />

Schüttgüter, Springer Verlag,<br />

2009

---

3 |<br />

<strong>AGRICHEMA</strong> erweitert Dienstleistungen<br />

Durch fortwährende Rationalisierungen<br />

in der Industrie müssen<br />

immer mehr Aufgaben nach außen<br />

vergeben werden. Diese Entwicklung<br />

erfasst seit vielen Jahren auch<br />

die Schüttgut verarbeitende Industrie.<br />

Im Rahmen der Einführung der<br />

Betriebssicherheitsverordnung<br />

wird seit einigen Jahren gleichzeitig<br />

vermehrt auf Sicherheit geachtet.<br />

Druckbehälter müssen einer „Prüfung<br />

vor Erstinbetriebnahme“ und<br />

„wiederkehrenden Prüfungen“ unterzogen<br />

werden. Außerdem sind in<br />

der Regel die Lastwechsel zu dokumentieren.<br />

<strong>AGRICHEMA</strong> INFO-TAG am 13.06.2013<br />

Jährlich veranstaltet <strong>AGRICHEMA</strong><br />

einen Info-Tag in Waldlaubersheim.<br />

Hier werden Demonstrationen,<br />

Produkteinführungen und<br />

Vorträge zentraler Fragen der<br />

Schüttguttechnologie behandelt.<br />

Das möglichst präzise Beurteilen<br />

des Fließverhaltens ist ebenso Gegenstand<br />

des Info-Tages wie die effiziente<br />

Beseitigung von Anbackungen<br />

oder der störungsfreie Austrag<br />

von Schüttgütern. Anhand der<br />

vier Systeme SHOCK-BLOWER®,<br />

VIBOSTAR®, ROTOSTAR® und<br />

Verlader werden die jeweils nach<br />

wirtschaftlichen und individuellen<br />

Aspekten passenden Lösungen<br />

vorgestellt. In den Vordergrund<br />

rücken die Vortragenden gemäß<br />

dem Motto „Aus der Praxis – für<br />

Das <strong>AGRICHEMA</strong>-Team hat seine<br />

Kompetenzen in diesem Bereich<br />

erweitert, so dass wir auch die Organisation<br />

der Prüfungen und die<br />

entsprechende Terminplanung<br />

übernehmen können. Unsere Monteure<br />

reisen mit dem Werkstattwa-<br />

die Praxis“ die Lösungsaspekte.<br />

Eine anschauliche Ergänzung der<br />

Vorträge bildet die Möglichkeit,<br />

direkt auf dem Werksgelände von<br />

<strong>AGRICHEMA</strong> Produkte in Anwendung<br />

kennen zu lernen und<br />

sich direkt im Gespräch mit den<br />

gen an, demontieren die Geräte in<br />

Absprache mit dem Betreiber und<br />

kümmern sich in vollem Umfang<br />

um die gesetzlich vorgegebenen<br />

Prüfungen und Abnahmen. Der<br />

Kunde erhält danach die notwendigen<br />

Dokumente.<br />

Praktikern von <strong>AGRICHEMA</strong><br />

auszutauschen.<br />

Auf Grund der erfreulich großen<br />

Resonanz der letzten Info-Tage<br />

empfiehlt sich für den 13.6.2013<br />

eine rechtzeitige Anmeldung. Alle<br />

Informationen zur Veranstaltung<br />

Schüttgut<br />

Unsere Außendienstmitarbeiter<br />

stehen Ihnen gerne im persönlichen<br />

Gespräch zur Verfügung, um<br />

unsere Möglichkeiten zu erläutern<br />

und nach einer für Sie optimalen<br />

Lösung zu suchen.<br />

finden Sie auf der Homepage unter<br />

www.agrichema.de oder über<br />

Frau Elke Hilgert,<br />

Telefon: 06707 / 9140-39,<br />

E-Mail: e.hilgert@agrichema.de

---

Wichtige Termine:<br />

<strong>AGRICHEMA</strong> auf der EasyFairs 2012<br />

Als wichtiges Forum für die gesamte Schüttgutindustrie,<br />

für alle die Pulver-, Granulat-, Schüttgut<br />

einsetzen, ist die easyFairs Schüttgut seit Jahren eine<br />

feste Größe im Messekalender von <strong>AGRICHEMA</strong>.<br />

Auch in diesem Jahr zählt <strong>AGRICHEMA</strong> zu den<br />

mehr als 250 Ausstellern vom 07 - 08.11.2012 in<br />

Dortmund in der Westfalenhalle. Besuchern präsentiert<br />

<strong>AGRICHEMA</strong> auf der easyFairs zukunftsweisende<br />

Technologien, innovative Lösungen und<br />

Produkte nach Maß.<br />

Besuchen Sie uns in Halle 4 Stand C:12.<br />

<strong>AGRICHEMA</strong><br />

<strong>Materialflußtechnik</strong> <strong>GmbH</strong> & <strong>Co</strong>. <strong>KG</strong><br />

Feldborn 5 (Gewerbepark)<br />

D-55444 Waldlaubersheim<br />

Tel.: 06707/9140-0<br />

Fax: 06707/9140-11<br />

www.agrichema.de<br />

E-Mail: info@agrichema.de