Siebwirkungsgrad und Siebflächenauslegung

Wird in einer Anlage über einen Siebengpass gestritten, lautet das Urteil meist, das Sieb sei zu klein. Ohne Siebwirkungsgrad und Siebflächenauslegung lässt sich dieses Urteil nicht prüfen, denn dieselbe Maschine liefert eine völlig andere Leistung, sobald sich Bettdicke und Grenzkornanteil ändern. Die richtige Reihenfolge lautet: erst den Wirkungsgrad des eingebauten Decks über eine Siebanalyse messen, dann die für die Zieltonnage nötige Fläche berechnen und erst danach über eine größere Maschine oder eine andere Deckanordnung entscheiden.

Siebwirkungsgrad und Siebflächenauslegung: was tatsächlich gemessen wird

Der Siebwirkungsgrad ist eine Ausbringung: Er gibt an, welcher Anteil des im Aufgabegut enthaltenen Unterkorns tatsächlich in das Unterkornprodukt gelangt ist. Er wird aus Siebanalysen dreier Ströme berechnet, sodass keine Massenströme gewogen werden müssen. Die gebräuchliche Zweiproduktbeziehung lautet E = c(f − u) ⁄ f(c − u); dabei ist f der Unterkornanteil im Aufgabegut, c der Unterkornanteil im Unterkornprodukt und u der Unterkornanteil im Überkorn. Je mehr Feingut ins Überkorn gelangt, desto größer wird u und desto niedriger fällt der Wirkungsgrad aus.

Die Messung wird vor und nach jeder Änderung an denselben Stellen wiederholt. Eine einzelne Probenserie bildet nur Feuchte und Aufgabemenge des Augenblicks ab; eine Entscheidung braucht Werte über mehrere Schichten.

Die erforderliche Siebfläche

Das etablierte Vorgehen skaliert eine Grundkapazität mit mehreren Korrekturfaktoren. Die erforderliche Fläche ergibt sich aus der Menge des Aufgabeguts unterhalb der Maschenweite, geteilt durch die Grundkapazität multipliziert mit allen zutreffenden Faktoren. Die Grundkapazität beschreibt, wie viel Material eine Flächeneinheit bei gegebener Maschenweite unter Standardbedingungen durchlässt; die Faktoren beschreiben die Abweichung des realen Aufgabeguts von diesen Bedingungen.

Der Wert der Methode liegt nicht in einer exakten Zahl, sondern darin, sichtbar zu machen, welche Größe das Ergebnis in welche Richtung schiebt. Dieselbe Tonnage passt mit einem Belag hoher freier Fläche auf eine kleine Maschine und verlangt mit verstopfungsanfälligem Belag die doppelte Fläche.

Bettdicke als unsichtbare Grenze

Selbst bei rechnerisch ausreichender Fläche erreicht ein Deck seine Auslegungsleistung nicht, wenn das Materialbett am Abwurfende zu dick bleibt. Feingut unter der Schicht berührt die Oberfläche nie und verlässt das Sieb mit dem Überkorn. Die Bettdicke folgt aus Aufgabemenge, Deckbreite, Schüttdichte und Transportgeschwindigkeit. In der Praxis ist der Engpass häufig nicht die Gesamtfläche, sondern die Aufgabebreite: Gut, das nicht über die volle Breite verteilt eintritt, lässt einen Teil des Siebs unbenutzt.

Grenzkorn und Verstopfen

Körner nahe der Maschenweite bilden den schwierigsten Teil der Aufgabe. Sie klemmen in der Öffnung oder springen mehrfach und verlassen das Sieb mit dem Überkorn. Bei feuchtem, tonhaltigem Aufgabegut verschließen die klemmenden Körner die Maschen, und die freie Fläche bricht ein. Die Antwort ist dann kein größeres Gerät, sondern ein anderer Belag, eine andere Maschenweite oder ein anderes Siebregime. Wie die Entscheidung zwischen trocken und nass die Kapazität verändert, zeigt der Vergleich zur Trocken- und Nasssiebung.

Maschinenseite: Bewegung, Neigung, Decks

Die zweite Gruppe von Einflussgrößen gehört zur Maschine. Geneigte Kreisschwingsiebe beziehen den Transport aus der Schwerkraft und bleiben das Arbeitspferd der Zuschlagstoffe; horizontale Linearschwingsiebe beziehen ihn aus dem Schwingwinkel, senken die Bauhöhe und verschärfen die Kornkontrolle. Der Hub wird bei grober Aufgabe erhöht, um das Bett zu lockern, die Frequenz bei feiner Trennung. Mit jedem zusätzlichen Deck hängt die Aufgabe des unteren vom Wirkungsgrad des oberen ab; oben entweichendes Feingut verdirbt die Rechnung unten. Für Baugrößen und Ausführungen ist die Seite konventionelles Kreisschwingsieb der Ausgangspunkt.

Betriebliche Ursachen für Wirkungsgradverlust

Liegt der gemessene Wirkungsgrad unter der Erwartung, wird der Reihe nach geprüft: Verteilt sich das Aufgabegut über die volle Breite, ist der Belag gespannt und unbeschädigt, sind Maschen verstopft, sitzen Federn und Gummipuffer korrekt, misst der Hub an allen vier Ecken gleich, hat sich die Neigung verändert, ist die Feuchte gestiegen. Die meisten dieser Punkte lassen sich ohne Investition beheben; der Kauf einer größeren Maschine wird erst dann ehrlich, wenn alle ausgeschlossen sind.

Häufige Fragen

Welche Proben genügen für eine Wirkungsgradprüfung?

Drei gleichzeitige Proben aus Aufgabegut, Unterkorn und Überkorn reichen aus, sofern sie in derselben Schicht bei stabiler Aufgabemenge gezogen werden.

Was wird bei fehlender Kapazität zuerst geändert?

Zuerst freie Fläche und Maschenform, denn diese Änderung verändert den Flächenbedarf ohne Maschinentausch.

Ist ein maximaler Wirkungsgrad immer das Ziel?

Nein. Ein sehr hoher Wirkungsgrad bedeutet mehr Fläche und weniger Durchsatz. Ziel ist der niedrigste Wirkungsgrad, der die Produktspezifikation noch erfüllt.