MESSTECHNIK & ANALYTIK

 Für pneumatische Förderung und Lagerung von Siliciumdioxid 

Präzise Radar- und Vibrationssensorik

In zahlreichen Industriezweigen kommt Siliciumdioxid, auch als Kieselsäure bekannt, zum Einsatz – von der Lebensmittel- und Pharmaindustrie über die Farben- und Kunststoffproduktion bis hin zur Herstellung moderner Dämmstoffe. Besonders in der chemischen Verfahrenstechnik stellt das feinkörnige, oft fluidisierte Pulver hohe Anforderungen an Lagerung, Förderung und Füllstandsüberwachung.

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UWT GmbH

Ein Anwendungsprojekt aus der Dämmstoffproduktion zeigt, wie UWT Sensorlösungen auch bei extrem feinkörniger, pneumatisch eingeblasener Kieselsäure zuverlässig arbeiten. Trotz hoher Staubbelastung und geringer Schüttdichte ermöglichen sie eine präzise und prozesssichere Füll- und Grenzstandmessung.

In einem Werk, das sich auf die Herstellung von Hitze- und Schalldämmplatten spezialisiert hat, wird hochdisperse Kieselsäure (SiO₂) in vertikalen Silos mit rund 25 Meter Höhe zwischengelagert und anschließend weiterverarbeitet. Ziel war eine exakte Materialerfassung, sowohl für die kontinuierliche Füllstandsmessung als auch für die punktuelle Grenzstanderkennung.

Die Anwendung

In jedem der Silos mussten drei Messaufgaben gelöst werden:


  • Kontinuierliche Füllstandserfassung zur Bestandsüberwachung
  • Punktuelle Voll- und Leermeldung zur Steuerung von Befüll- und Entleerzyklen
  • Materialflusskontrolle im Austragsrohr zur frühzeitigen Erkennung von Blockaden und Brückenbildung


Herausforderung für die Sensorik

Während der pneumatischen Förderung wird die Kieselsäure fluidisiert in das Silo eingeblasen. Die Luftzufuhr führt bei dem feinen Pulver zu einem stark aufgelockerten Zustand mit sehr geringer Schüttdichte und hoher Staubbelastung.

In diesem Zustand zeigt das Medium nur geringe Reflexion und kaum mechanischen Widerstand, wodurch herkömmliche Sensoren an ihre Grenzen geraten.

Nach der Befüllung lagert das Material im Silo und bildet beim pneumatisch unterstützten Austrag einen typischen konischen Schüttkegel – mit der Gefahr von Brückenbildung, die zu Unterbrechungen im Fluss führen können.


Prozessbedingungen


  • Medium Hochdisperse Kieselsäure (SiO₂), fluidisiert eingeblasen
  • Silo Edelstahl, ca. 25 m hoch
  • Schüttdichte < 20 g/l
  • Prozesstemperatur Umgebung bis +60 °C
  • Explosionsschutz ATEX Zone 21
  • Sensorik NivoRadar NR 3300, Vibranivo VN 2020 mit Vibrasil 70 & 90
  • Besonderheiten Staubintensiv, niedriger DK-Wert, Schüttkege

Lösung

NivoRadar NR 3300 – Radarmessung unter schwierigsten Bedingungen

Für die kontinuierliche Füllstandsmessung fiel die Wahl auf den NivoRadar NR 3300 mit Linsenantenne, da dieser auch unter den schwierigen Bedingungen der fluidisierten Kieselsäure präzise und stabil misst.
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Die Vorteile im Überblick:

  • 3° Strahlkeule (80GHz-Technologie) → ideal bei schmalen Silos
  • Schwenkflansch (Edelstahl, bis ±10°) → sorgt für präzise Sensorpositionierung bei konischem Schüttkegel und trichterförmigem Siloboden
  • LevelApp mit Ausrichtehilfe → visuelle Justierung und einfache Inbetriebnahme direkt per Smartphone
  • Spülluftanschluss mit Rückschlagventil → hält die Antenne frei von Feinstaub und verhindert das Eindringen von Material in die Spülleitung
  • Robuste Materialien wie 316L, PEEK, FKM – bei Kieselsäure in sensiblen Anwendungen (zum Beispiel Food/Pharma) relevant, bei Dämmstoffen nicht erforderlich
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Dank des verstellbaren Flansches wurde der Radar so ausgerichtet, dass die Strahlkeule den Schüttkegel präzise erfasst und bis in den konischen Siloboden reicht. Die integrierte Spülluftfunktion verhindert zuverlässig Staubablagerungen an der Linsenantenne – besonders während der Befüllung – und sichert so dauerhaft exakte Messergebnisse.

Grenzstandmessung für ultraleichtes Pulver

Für die punktuelle Erfassung der Voll- und Leermelder sowie die Austragsüberwachung setzen die Betreiber auf den bewährten Vibranivo-Grenzstandmelder mit der Vibrasil-Technologie. Die Sonderausführungen der Vibrasil-Sonde ist speziell für sehr leichte und pneumatisch geförderte Schüttgüter wie Pulver oder Kieselsäure konzipiert. Durch die hohe Empfindlichkeit und schnelle Schaltreaktion ist eine sichere Detektion auch bei Materialien mit einem Schüttgewicht unter 5g/l möglich.

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    Vollmeldung bei fluidisierter Kieselsäure

    Bei dem Dämmstoffhersteller wurde der VN 2020 mit Vibrasil 70 als Vollmelder unter dem Silodach installiert. Da die Kieselsäure während der pneumatischen Förderung fluidisiert vorliegt, ist ein besonders empfindlicher Grenzstandsensor erforderlich. Die hochsensible Vibrationssonde verfügt über ein zusätzliches Paddel, das die aktive Oberfläche deutlich vergrößert. So detektiert der Sensor selbst luftgetragenes Material mit extrem geringer Schüttdichte zuverlässig.

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    Konusbereich – Leermeldung mit hoher Empfindlichkeit

    Im unteren Siloabschnitt kommt der Vibrasil 90 als Leermelder zum Einsatz. Die polierte, verlängerte Schwinggabel verfügt über eine hohe Empfindlichkeit, etwas geringer als bei der Vibrasil 70-Version, dennoch wird der Leerstand zuverlässig und nahezu verzögerungsfrei detektiert, sobald die Gabel freiliegt. Der Einbau erfolgte unkompliziert und wartungsfreundlich von außen über eine 1½"-Muffe.
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    3

    Prozessüberwachung bei pneumatischer Förderung

    Auch im Austragsabzweig wird der Vibranivo mit Vibrasil 70 eingesetzt. Durch zusätzliche Austragshilfen wie Vibration und Luftförderung wird der Materialfluss unterstützt. Der Sensor überwacht das Ablassrohr zuverlässig und sichert den Förderprozess des extrem leichten Materials gegen Unterbrechungen ab.

Gerade bei der stark staubenden Kieselsäure bewährt sich die Vibrasil-Technologie als zuverlässige und wartungsarme Lösung. Auch im Zusammenspiel mit Förderschnecken und pneumatischer Austragung ergibt sich mit der Vibrasil-Sonde eine praxistaugliche Lösung.

Da sich bei feiner, trockener Kieselsäure unter bestimmten Bedingungen eine explosionsfähige Staubatmosphäre bilden kann – etwa bei pneumatischer Förderung oder Einblasprozessen – sind auch Ex- Zonen keine Ausnahme. Der NivoRadar 3300 und der Vibranivo haben internationale Ex-Zulassungen – für maximale Sicherheit im Prozess.


Prozessstabilität

Mit der Kombination aus kontinuierlicher Radarmessung und punktueller Grenzstanderfassung konnte eine vollständige Prozessüberwachung sichergestellt werden – von der Befüllung über die Lagerung bis zum Austrag. Trotz Staub, Luft und geringem Schüttgewicht liefern die Sensoren durchgehend stabile Signale. Der Wartungsaufwand reduzierte sich deutlich, und die Prozesssicherheit konnte nachhaltig verbessert werden.

Die Anwendung in der Kieselsäurelagerung zeigt: Ob Radar- oder Vibrationsmesstechnik – das Untrenhemen bietet für jede Herausforderung die passende Lösung. Durchdachte Technik, praxisnahe Montage und smarte Features sorgen auch bei schwierigen Pulvern für einen zuverlässig funktionierenden Prozess.

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