Das Arbeitsprinzip von Mischtrommel-Granulatoren basiert auf der Nassgranulation (auch bekannt als Taumelwachstum, Rühren oder drucklose Agglomeration), bei der Bewegung in Kombination mit flüssigem Bindemittel zur Granulatbildung beiträgt.

Mechanischer Betrieb

Der Trommelgranulator arbeitet mit einem mechanischen Antriebssystem, bei dem der Hauptmotor Riemen und Riemenscheiben antreibt und die Leistung über ein Untersetzungsgetriebe auf die Antriebswelle überträgt. Die auf der Antriebswelle installierten Zahnräder greifen in große, am Trommelkörper befestigte Zahnräder ein und versetzen die zylindrische Trommel in Drehung. Die Trommel ist in einem leichten Winkel (in der Regel 2-5°) angeordnet, um die Materialbewegung und den Granulataustrag aus dem Auslass zu erleichtern.

Materialverarbeitung und Granulatbildung

Erste Materialzufuhr: Die Rohstoffe gelangen über ein Fördersystem durch den Einlass in die Trommel und erzielen durch die kontinuierliche Rotation der Trommel bessere Misch- und Granuliereffekte.

Tumbling-Aktion: Wenn sich die Trommel dreht, taumeln die Materialien innerhalb des Zylinders und erzeugen eine Rollbewegung, die für die Granulierung unerlässlich ist. Durch diese Rollbewegung können die Partikel gegeneinander und gegen die Innenseiten der Trommel rollen.

Binder Einführung: An vorbestimmten Stellen in der Trommel wird flüssiges Bindemittel durch ein Sprühsystem zugeführt. Das Bindemittel kann je nach den spezifischen Anwendungsanforderungen in Form von Sprühnebel, Dampf oder Tröpfchen zugeführt werden.

Granulatentwicklung: Die Rollbewegung in Verbindung mit der Klebrigkeit des Bindemittels führt dazu, dass sich feine Partikel zusammenschließen und größere Partikel bilden. Diese Partikel nehmen beim Taumeln im Materialbett weitere Feinteile und Bindemittel auf, wodurch sie sich verdichten und durch ein als Koaleszenz bekanntes Phänomen zusätzliche Schichten bilden.

Granulationsmethoden

Nassgranulierung: Die Trommel kann mit Nassgranulierung betrieben werden, bei der Dampf und Ammoniakgas zugeführt oder Phosphorsäure, Stickstofflösung oder Phosphorsäureaufschlämmung hinzugefügt werden, um chemische Reaktionen mit Wärmezufuhr innerhalb des Zylinders abzuschließen.

Kaltgranulierung: Alternativ kann die Trommel auch eine Kaltgranulierung von Verbundstoffen mit minimaler Feuchtigkeitszugabe durchführen.

Wirkung der Fliehkraft: Der rotierende Zylinder erzeugt eine Zentrifugalkraft, die dazu beiträgt, dass sich die Pulver zusammenfinden und Pellets bilden. Unter der Wirkung des Extrusionsdrucks und der Walzbewegung verwandeln sich die Pulvermaterialien in Partikel.

Kritische Prozesselemente

Rollende Bewegung: Die richtige Rollbewegung im Materialbett ist entscheidend für eine angemessene Granulierung, da die Partikel in einem Schichteffekt rollen müssen, ähnlich dem Rollen eines Schneeballs.

Druck und Temperatur: Die Materialien werden durch die Drehbewegung des Zylinders, der bei bestimmten Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen einen Extrusionsdruck zwischen den Partikeln erzeugt, zu Kugeln zusammengeballt.

Design des Sprühsystems: Das System der Bindemittelzugabe ist komplex und wird von Faktoren wie der Art und Weise, wie das Bindemittel eingebracht wird, an welchen Stellen der Trommel es zugegeben wird, und der Bindemittelzufuhr an jeder Stelle beeinflusst.

In diesem kontinuierlichen Prozess aus Taumeln, Auftragen von Bindemitteln und Koaleszenz der Partikel werden pulverförmige Rohmaterialien durch mechanische Einwirkung und kontrollierte Feuchtigkeitsbedingungen in ein einheitliches Granulat verwandelt.