Schüttgut
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Der Begriff Schüttgut bezeichnet ein körniges oder auch stückiges Gemenge, das in einer schüttfähigen Form vorliegt. Bestimmt werden die Eigenschaften von Schüttgut durch die Korngröße und die Kornverteilung sowie die Schüttdichte, den Schüttwinkel, die Feuchtigkeit und die Temperatur.
Schüttgüter werden in zwei Gruppen unterschieden:
- kohäsionslose (freifließende) Schüttgüter
- kohäsive (zusammenhaltende) Schüttgüter
Die Bezeichnung „Schütten“ ist ein aus den DIN-Normen des Transportwesens und der Verfahrenstechnik definierter Begriff für den Umgang mit Schüttgütern. Eine Schüttung, insbesondere die lose Schüttung, bezeichnet Güter, die sich in einem Behältnis frei bewegen können oder nicht anderweitig in ihrer Lage gesichert sind.
Die Schüttgutmechanik beschäftigt sich mit Lager- und Transportbedingungen von Schüttgütern wie Schüttwinkel (Reibungswinkel), Ausflussverhalten von Silos, Fluidisierung und Schüttdichte. Nach Überschreiten einer Aktivierungsenergie können sich Schüttgüter wie ein Fluid verhalten, also fließen. Die Partikel bleiben dabei im Wesentlichen erhalten oder verändern ihre Form auf dem Transportweg nicht. Die wichtigste Kenngröße hierfür ist die Rieselfähigkeit. Physikalisch behandelt werden die Eigenschaften von Schüttgut in der Theorie der granularen Materie.
Merkmale
Arten
Zu den Schüttgütern zählen Baustoffe wie beispielsweise Oberboden, Sand, Kies und Zement sowie Rohstoffe wie etwa Erz, Kohle oder Streusalz. Weiterhin gehören Lebensmittel wie Getreidesorten, Zucker, Salz, Kaffee und Mehl zur Gruppe der Schüttgüter. Pulverförmige Güter wie Pigmente sowie Füllstoffe, Granulate und Pellets lassen sich ebenfalls zuordnen.
Lagerung und Transport
Schüttgüter werden aufgrund ihrer Stoffeigenschaften oftmals in Silos oder Bunkern gelagert. Je nach Stoffeigenschaft unterscheidet man freifließende und zusammenhaltende Schüttgüter. Erstere sind problemlos mit beispielsweise einer Zellenradschleuse oder mithilfe eines Schiebers auszutragen. Bei schwierigen (komplexen) Schüttgütern beispielsweise bei kohäsiven, hygroskopischen, entmischenden, schießenden, nicht fließfähigen oder pastösen Schüttgütern ist die Austragung (speziell die genau dosierte) mehr als anspruchsvoll. Stoffe mit den beschriebenen Eigenschaften können problemlos mit einem Kippbalkenboden ausgetragen werden. Ware die witterungsunempfindlich ist kann auch im Freien gelagert werden. Bei der Beförderung unterscheidet man kontinuierlichen, also ununterbrochen fließenden, und diskontinuierlichen Transport.
Zu den kontinuierlichen Transportverfahren zählen einfache Einrichtungen wie Schläuche und Rohre (so genannte pneumatische Förderung), aber auch komplexe Systeme wie Bandstetigförderer (Muldengurtförderer, Fördergurt), Kettenstetigförderer, Schwingförderer und Becherwerke sowie Zellenradschleusen zum Austragen und Eindosieren. Des Weiteren dient die Doppelpendelklappe zur Beförderung von grobem Schüttgut.
Diskontinuierlicher Transport erfolgt bei Schüttgut-Silos oder -Bunkern (etwa bei Schiffen, dort auch als Stürzgut bezeichnet) in Mulden- und Hochbordfahrzeugen (Straße und Schiene) sowie in Silowagen, Silofahrzeugen, Sattelaufliegern mit Schiebeboden und als Sackware oder in Bigbags.
Schüttguttechnik
In der Schüttguttechnik beschäftigt man sich mit der funktionsgerechten Auslegung von Apparaten der mechanischen Verfahrenstechnik, insbesondere Silos. Durch Kenntnis experimentell ermittelter Schüttguteigenschaften ist eine Siloauslegung mit dem Ziel der Vermeidung von Ausflussstörungen, wie Schachtbildung, Brückenbildung oder Entmischung möglich.
Experimentell ermittelte Eigenschaften sind:
- die Schüttgutfestigkeit,
- die Schüttdichte,
- der effektive Reibungswinkel,
- der Wandreibungswinkel
Siehe auch
Literatur
- Dietmar Schulze: Pulver und Schüttgüter, Fließeigenschaften und Handhabung, 508 S. m. 350 Abb., Springer Verlag Berlin, ISBN 978-3-540-34082-9
- DIN EN 1991-4: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 4: Einwirkungen auf Schüttgut-Silos Deutsche Fassung EN 1991-4:2006, 119 S., Beuth Verlag GmbH
- Schulze: Pulver und Schüttgüter: Fließeigenschaften und Handhabung. Springer 2003
- Dietmar Schulze: Pulver und Schüttgüter, Fließeigenschaften und Handhabung, 377 S., Springer Verlag Berlin, ISBN 3-540-34082-3