Messlösungen für ultrafeine Pulver unter extremen Bedingungen

UWT setzt bei der Füllstands- und Grenzstandmessung von ultrafeiner Kieselsäure auf kombinierte Radar- und Vibrationsmesstechnik. In der Dämmstoffproduktion sorgen NivoRadar und Vibranivo für stabile Messwerte bei anspruchsvollen Bedingungen wie hoher Staubbelastung und fluidisierten Pulvern.

Siliciumdioxid (SiO₂), auch bekannt als Kieselsäure, kommt in zahlreichen Industrien zum Einsatz – unter anderem in der Farben- und Kunststoffproduktion, der Lebensmittel- und Pharmaindustrie sowie bei der Herstellung moderner Dämmstoffe. Besonders bei der Lagerung und Förderung des feinkörnigen, häufig fluidisierten Pulvers stellt die zuverlässige Füllstandsüberwachung hohe Anforderungen an die eingesetzte Sensorik.

Ein Anwendungsprojekt aus der Dämmstoffproduktion zeigt, wie UWT-Messlösungen auch unter schwierigen Prozessbedingungen präzise arbeiten. In einem Werk zur Herstellung von Hitze- und Schalldämmplatten wird hochdisperse Kieselsäure in rund 25 m hohen Silos zwischengelagert und anschließend weiterverarbeitet. Ziel war eine zuverlässige Materialerfassung sowohl für die kontinuierliche Füllstandsmessung als auch für die punktuelle Grenzstanderkennung.

Dabei mussten drei zentrale Messaufgaben gelöst werden: die kontinuierliche Bestandsüberwachung, die Voll- und Leermeldung zur Steuerung der Befüll- und Austragszyklen sowie die Überwachung des Materialflusses im Austragsrohr zur Erkennung möglicher Blockaden oder Brückenbildungen.

Die besonderen Herausforderungen ergeben sich aus den Eigenschaften des Mediums. Während der pneumatischen Förderung wird die Kieselsäure fluidisiert in das Silo eingeblasen. Das extrem feine Pulver weist dann eine sehr geringe Schüttdichte von unter 20 g/l auf und erzeugt eine hohe Staubbelastung. Gleichzeitig besitzt das Material nur geringe Reflexionseigenschaften und kaum mechanischen Widerstand – Bedingungen, unter denen herkömmliche Messverfahren schnell an ihre Grenzen stoßen.

Für die kontinuierliche Füllstandsmessung kommt der NivoRadar NR 3300 von UWT zum Einsatz. Die 80-GHz-Radartechnologie mit einer schmalen 3°-Strahlkeule ermöglicht auch in schmalen Silos eine präzise Messung. Ein verstellbarer Edelstahl-Schwenkflansch sorgt für die optimale Ausrichtung auf den konischen Schüttkegel und den Siloboden. Zusätzlich verhindert eine integrierte Spülluftfunktion Ablagerungen an der Linsenantenne und gewährleistet dauerhaft stabile Messergebnisse.

Für die Grenzstanderfassung setzen die Betreiber auf den Vibranivo VN 2020 mit Vibrasil®-Technologie. Die speziell für sehr leichte und pneumatisch geförderte Schüttgüter entwickelte Vibrationssonde ermöglicht eine zuverlässige Detektion selbst bei extrem niedrigen Schüttgewichten.

Als Vollmelder unterhalb des Silodachs überwacht ein Vibranivo mit Vibrasil 70 die Befüllung. Die besonders empfindliche Sonde mit zusätzlichem Paddel vergrößert die aktive Oberfläche und erkennt auch luftgetragenes Material während der pneumatischen Förderung sicher. Im unteren Konusbereich übernimmt eine Vibrasil® 90-Sonde die Leermeldung. Sobald die Schwinggabel freiliegt, wird der Materialmangel nahezu verzögerungsfrei erkannt. Eine weitere Vibrasil®-Sonde überwacht den Austragsbereich und stellt sicher, dass der Materialfluss auch bei unterstützenden Austragshilfen wie Vibration oder Luftförderung nicht unterbrochen wird.

Da bei feiner, trockener Kieselsäure während pneumatischer Förderprozesse explosionsfähige Staubatmosphären entstehen können, spielen auch Ex-Schutzanforderungen eine wichtige Rolle. Sowohl der NivoRadar® NR 3300 als auch der Vibranivo® verfügen über internationale Ex-Zulassungen und ermöglichen einen sicheren Betrieb in entsprechenden Bereichen.

Durch die Kombination aus kontinuierlicher Radarmessung und punktueller Vibrations-Grenzstanderfassung konnte eine durchgängige Prozessüberwachung von der Befüllung über die Lagerung bis zum Austrag realisiert werden. Trotz hoher Staubbelastung, geringer Schüttdichte und anspruchsvoller Materialeigenschaften liefern die Sensoren stabile Messwerte. Der Wartungsaufwand wurde reduziert und die Prozesssicherheit nachhaltig verbessert.

Die Anwendung zeigt: Mit abgestimmter Radar- und Vibrationsmesstechnik lassen sich auch schwierige Pulver zuverlässig überwachen – von der Lagerung bis zum kontinuierlichen Materialfluss.