Amplitude, Intervall und Siebzeit
Die wichtigsten Parameter für eine erfolgreiche Siebanalyse
Die exakt auf das Siebgut angepasste Einstellung Ihrer Laborsiebmaschine entscheidet häufig über den Erfolg oder Misserfolg Ihrer Analysensiebung. Bei dreidimensional arbeitenden Analysensiebmaschinen steuern Sie die Siebanregung in erster Linie über drei Parameter: Mit der richtigen Amplitudenwahl, dem wohldosierten Einsatz des Intervallmodus und der optimalen Siebzeit können Sie Ihren Siebprozess einfach standardisieren und sich auf reproduzierbare Siebergebnisse verlassen.
Was bewirkt die Amplitude?
Beim Sieben kommt es darauf an, dass jedes Partikel möglichst oft die Möglichkeit hat, eine freie Sieböffnung zu finden. Dies trifft zu, wenn die Partikel bei jeder Schwingung der Siebmaschine einmal kurz abheben und auf eine benachbarte freie Siebmasche fallen. Die dreidimensionale Siebung soll zudem ermöglichen, dass sich die Partikel drehen und in jeder möglichen Ausrichtung auf die Sieböffnung treffen können.
Ein gutes Beispiel für diesen Effekt ist ein plattes Korn: Es kann eine quadratische Sieböffnung passieren, wenn es hochkant oder diagonal auf eine Öffnung trifft, die für das platte Korn bei einem horizontalen Auftreffen zu klein wäre.
Bei einer dreidimensionalen Siebung wird eine Wurfbewegung simuliert, indem die Partikel durch den Auf- und Ab-Impuls der Siebmaschine beschleunigt und durch die gleichzeitige Drehbewegung des Siebturms in eine Parabelflugbahn gelenkt werden. Die Beschleunigung der Partikel hängt von der Höhe des Auf- und Ab-Impulses ab. Wird eine hohe Amplitude gewählt, ist die Beschleunigung stärker und es können auch größere Partikel aus den Maschen gehoben werden.
Sind sehr leichte und kleine Partikel zu sieben, kann eine hohe Amplitude allerdings dazu führen, dass die Partikel sehr lange in der Luft schweben. Unter solchen Bedingungen verlängert sich die zum Erreichen des Siebendpunktes erforderliche Zeit. Des Weiteren besteht bei brüchigen Materialien die Gefahr, dass die Partikel bei einer zu hohen Amplitude zerstört werden oder Abrieb unterliegen und so an Größe verlieren.
Faustformel: „So klein wie möglich – so groß wie nötig“
Grundsätzlich lässt sich deshalb sagen: Eine möglichst niedrigere Amplitudeneinstellung getreu dem Motto "so klein wie möglich – so groß wie nötig" ist eine gute Wahl. Für eine solche Standardisierung empfiehlt sich eine Siebmaschine mit selbst regulierender Amplitude. Unabhängig vom Aufgabegewicht des Siebmaterials oder des Siebturms regelt die Elektronik der Siebmaschine die Stärke des Magnetimpulses so nach, dass die vorgewählte Amplitude ständig gehalten wird. So stellen Sie sicher, dass sich die Versuchsparameter bei gleicher Maschineneinstellung nicht verändern.
Durch das Schauglas des Siebdeckels lässt sich die eingestellte Amplitude gut beurteilen. Die feineren Partikel weiter unten im Siebturm werden oft viel weiter geworfen als die Partikel auf den oberen Analysensieben. Deshalb sollten Sie nach einer gewissen Siebdauer zur Kontrolle die groben Siebe kurz entfernen und sich durch den Siebdeckel einen Eindruck der Materialbewegung auf den feinen Sieben verschaffen. Ihr Ziel sollte immer sein, dass das Siebmaterial auf den Sieben mit dem größten Siebrückstand und somit den wenigsten freien Siebmaschen unter optimalen Bedingungen bewegt wird.
Sonderfall Siebhilfen
Siebhilfen (zum Beispiel Gummiklopfkugeln), die verklemmte Partikel aus dem Siebgewebe lösen sollen, dürfen Sie einsetzen, wenn die für Ihr Produkt zutreffende Norm dies explizit vorsieht. In diesen Fällen ist teilweise eine größere Amplitude notwendig, um die Kugeln springen zu lassen. Die Gummiklopfkugeln sollten Sie in einem zusätzlichen Analysensieb mit deutlich größerer Maschenweite unter dem verstopften Siebdeck einfügen. So stellen Sie sicher, dass die Klopfkugeln nur von unten gegen das Gewebe schlagen und dass durchrieselndes Material die zusätzliche Siebschicht schnell passieren kann, ohne von den Klopfkugeln zerstört zu werden.
Siebung im Intervallmodus - Ideal bei abrasiven und feinen Materialien
Es gibt ganz unterschiedliche kritische Materialien, die eine Absiebung sehr erschweren. So neigen zum Beispiel stark abrasive Materialen dazu, sich in der Siebmasche zu verklemmen und das Analysensieb schnell zu verstopfen. Wie oben schon beschrieben sind andere Materialien so leicht, dass die Partikel während der Absiebung fast ausschließlich in der Luft schweben. Für solche Anwendungsfälle gibt es bei den elektromagnetischen Siebmaschinen den Intervallmodus. Durch die einzustellende Intervallzeit wird festgelegt, nach welcher Betriebsdauer die Siebung für eine Sekunde unterbrochen wird. Hierdurch hat auch das feine, während der Siebung hauptsächlich schwebende Material die Möglichkeit, auf das Sieb zu fallen und eine offene Siebmasche zu finden. Gleichzeitig löst die starke Anlaufbeschleunigung nach der Intervallpause verklemmtes Material. So beugen Sie bei vielen Anwendungen einer Verstopfung Ihrer Siebe effizient vor.
Einstellen der optimalen Siebzeit
Mit Blick auf eine optimale Siebzeit gilt zu beachten, dass der Endpunkt einer Siebung erst erreicht ist, wenn sich der Durchgangswert eines Materials innerhalb einer Minute um weniger als 0,1 % verändert (vgl. Norm DIN 66165). Je nach Materialbeschaffenheit ist dieser Punkt eventuell schon nach wenigen Minuten oder aber auch erst nach einer Stunde erreicht.
Häufig ist die optimale Siebzeit in der Norm angegeben – alternativ können Sie systematisch verschiedene Siebzeiten testen und das Ergebnis im Anschluss per Handnachsiebung prüfen. Vor allem bei der Festlegung von Standard-Siebparametern können Sie durch diesen Schritt wertvolle Zeit bei zukünftigen alltäglichen Analysensiebungen einsparen.