Een van de belangrijkste bulktransporttechnieken in een installatie voor de behandeling van vaste stoffen is het transport van vaste stoffen. Wanneer dit gebeurt door vaste stoffen in een luchtstroom te laten zweven, wordt dit pneumatisch transport genoemd, en dit kan gebeuren over horizontale, hellende of verticale oppervlakken, variërend van enkele tot enkele honderden meters. Deze transportmethode kan materiaalafmetingen aan van fijn poeder tot mm-grote korrels, afhankelijk van de diameter van de leiding. Vergeleken met andere transportmethoden kan pneumatisch transport een zeer flexibele combinatie van pijpleidingen bieden. Het scala aan materialen dat door pneumatisch transport kan worden getransporteerd, is gebaseerd op de fysieke eigenschappen van het betreffende materiaal. Deeltjesgrootte, hardheid, weerstand tegen beschadiging en cohesieve eigenschappen zijn belangrijke factoren om te bepalen of een materiaal geschikt is voor deze transportmethode. De meeste cohesieve en kleverige materialen zijn vaak niet geschikt voor een pneumatisch transportproces. Materialen met een hoog olie- en vetgehalte kunnen bijvoorbeeld gemakkelijk verstopping van de pijpleiding veroorzaken.
Pneumatisch transport kan worden onderverdeeld in twee hoofdtypen op basis van het relatieve systeem voor het lokaliseren van vaste stoffen en de snelheid. Deze twee types worden aangeduid als verdunde fase en dichte fase. Pneumatisch transport in dichte fase wordt gewoonlijk gebruikt om vaste deeltjes over korte afstanden te transporteren. Het voordeel van pneumatisch transport in de verdunde fase is (1) relatief goedkoper, (2) gemakkelijker te onderhouden, (3) het ontwerp van de pijpleiding is flexibeler voor een kleine ruimte. Het voordeel van het pneumatisch transport in dichte fase is (1) de hoge belasting, (1) relatief lage mate van slijtage in het systeem, (3) transport bij hoge dichtheid met lage luchtsnelheid kan de verschijnselen die verantwoordelijk zijn voor ontmenging van het mengsel verminderen.
In onze testruimte hebben wij verschillende kleinschalige testopstellingen voor pneumatisch transport met radiusbochten en verstekbochten om de invloed van verschillende variabelen op het transport door middel van pneumatisch transport te bestuderen: het aantal bochten, het type bocht, de luchtsnelheid, de dichte fase versus de verdunde fase.
Zo kan in een vroeg stadium van het procesontwerp en de productontwikkeling worden bepaald of de producteigenschappen geschikt zijn voor pneumatisch transport. Er zijn verschillende veel voorkomende problemen in het pneumatisch transportsysteem:
Breken en afstoffen van breekbare materialen
Breekbaar materiaal, zoals proteïnevoedsel, koffiebonen of granen, botst met hoge snelheid tegen de wand van de bocht, wat breuk en de vorming van fijne deeltjes veroorzaakt. Dit kan de kwaliteit, consistentie en verkoopbaarheid van het product verminderen, terwijl het afval en de fijnheid toenemen.
Slijtage en defecten bij het transport van schuurmiddelen
Schurende materialen zoals zand, glas, aluminiumoxide of met mineralen gevulde kunststofkorrels raken met hoge snelheid de buitenstraal van conventionele slagbochten. Dit kan leiden tot een voortdurende slijtage van de wand van de bocht. Dit probleem kan leiden tot het voortdurend vervangen van bochten, extra arbeid en stilstand van het proces.
Pluggen, streamers, filamenten en slangenhuiden
Bij het transport van druk- en/of warmtegevoelige materialen, zoals suiker, rubberpellets, klei en lijm, kan de fractie tussen materiaal en wand warmte produceren en het materiaal doen smelten, wat kan leiden tot kleefkrachten met de wand, waardoor productophoping ontstaat. Uiteindelijk kan de productophoping leiden tot verstopping van de pijpleiding.
Pellets die tegen de buitenradius van conventionele bochten slippen, veroorzaken wrijving en hitte. De hitte kan pelletoppervlakken doen smelten en streamers, filamenten en slangenhuiden vormen.
Na het pneumatisch transport kunnen verschillende analytische metingen, zoals herhaalde botsproeven, worden gebruikt als correlatiemethode om het transporteffect op de deeltjes te extrapoleren. Ondertussen kan beeldanalyse worden gebruikt om de grootte en de vorm van de deeltjes voor en na het pneumatisch transport te meten om de mogelijke afslijting of slijtage van de deeltjes te bepalen.
