In bijna elke stortgoedverwerkende fabriek speelt hetzelfde ritueel. De planning staat strak, de lijn draait voluit, en dan klinkt dat bekende geluid. De zeef begint te ‘zingen’, product bouwt op. Even later staat de operator met een rubber hamer aan het dek. Weer verstopt, weer stilstand. Meestal krijgt de zeef de schuld, maar zelden is hij de veroorzaker. De zeef is de laatste poortwachter in een keten van processtappen. Hij maakt zichtbaar wat er in het poeder zelf gebeurt. Wie alleen naar de machine kijkt, mist de kern.
Serie Poeders in de praktijk
Dit is een artikel in de serie ‘Poeders in de praktijk’ – een samenwerking tussen BULK en Delft Solids Solutions – hierin koppelen we het gedrag van poeders in het laboratorium aan keuzes op de fabrieksvloer. We beginnen bij zeven, een schijnbaar eenvoudige unit operation die in werkelijkheid veel vertelt over de gezondheid van de hele lijn. In de volgende delen van deze reeks kijken we verder stroomafwaarts en stroomopwaarts: naar mengen, drogen en opslag, steeds met dezelfde insteek. Van deeltje naar draaien. En terug.
Zeven is een van de meest voorkomende stappen in stortgoedverwerking. In grondstoffenontvangst, na malen, voor verpakken, als beveiliging tegen vreemde delen of als laatste kwaliteitsfilter voor afvullen. Vaak is de zeef een soort verzekeringspolis. Alles wat eerder misgaat, moet hier nog even worden rechtgetrokken.
De praktijk laat zien dat het daar vaak wringt. Zeefdekken die vervuilen, mazen die dichtlopen, product dat blijft liggen, een capaciteit die niet gehaald wordt. Operators herkennen patronen; bepaalde partijen lopen altijd soepel, andere zorgen steevast voor gedoe. Toch worden die verschillen meestal beschreven als ‘lastig product’ of ‘weer een slechte batch’, zonder dat duidelijk is wat er precies anders is.
Kijk je door de bril van poederonderzoek naar het beeld, dan wordt de taal van de zeef concreter. Een verstoppend zeefdek kan bijvoorbeeld wijzen op:
• een hoog aandeel fijne deeltjes, die mazen dichtplakken,
• licht kleverig product door iets hoger vochtgehalte of vetten,
• een brede of dubbele deeltjesgrootteverdeling,
• langgerekte, plaat- of vezelvormige deeltjes die zich in mazen vastzetten.
De zeef fungeert daarmee als vergrootglas. Hij legt verschillen bloot die in een datasheet of op een enkel getal als d50 – welke veelal als een overall descriptor van een gehele deeltjesgrootteverdeling wordt gehanteerd – niet zichtbaar zijn. De vraag is dan niet meer ‘Waarom doet die zeef lastig?’, maar ‘Wat is er in dit poeder anders, dat zich via de zeef uit?’.
Van storing naar poederanalyse
De stap van gevoelsmatige verschillen naar meetbare eigenschappen is kleiner dan vaak wordt gedacht. In poederlaboratoria worden al jarenlang eigenschappen bepaald die direct te koppelen zijn aan zeven. Denk aan:
• deeltjesgrootteverdeling, niet alleen d10, d50, d90, maar ook de vorm van de curve en de lengte van de fines-staart,
• deeltjesvorm, bijvoorbeeld met beeldanalyse of microscopie: rond, hoekig, plaat, naald, vezel,
• bulk en tapdichtheid, die iets zeggen over pakkingsgedrag en belasting van het dek,
• vochtgehalte en hygroscopiciteit, met bijvoorbeeld halogeenvochtbepaling of dynamische vochtopname,
• cohesie en neiging tot agglomereren, die terugkomen in stromingstesten en visuele beoordeling.
Neem een droog zuivelpoeder of feedproduct als voorbeeld. In ‘goede’ batches ligt het vochtgehalte stabiel binnen een smalle band. Deeltjes zijn redelijk vrij stromend. De zeef draait op capaciteit, de dekbelasting blijft aanvaardbaar en er komt een nette fractiescheiding tot stand. Stel dat het vochtgehalte door weersomstandigheden of een kleine proceswijziging net iets oploopt. Het product wordt subtiel kleveriger. In eerste instantie valt dat misschien niet op bij ontvangst. Op de zeef is het effect meteen zichtbaar. Het poeder vormt dunne laagjes op de draden, kleine agglomeraten groeien en mazen sluiten optisch. De capaciteit daalt, en de operator grijpt naar de hamer als schijnbaar medicijn.
Een ander voorbeeld: een minerale grondstof. Bij sommige leveringen bevat het product een duidelijke staart van extra fijne deeltjes. Deze fines gedragen zich als stof, belasten het dek zwaarder en verhogen de stofemissie. In het lab is dit verschil in deeltjesgrootteverdeling direct zichtbaar. Aan de lijn uit dit zich in een zeef die sneller dichtloopt, meer stof genereert en soms zelfs ATEX risico’s vergroot.
In het laboratorium van Delft Solids Solutions zien we dit soort patronen regelmatig terug. Zodra we deeltjesgrootte, vorm, vocht en vloei-eigenschappen naast elkaar leggen, wordt duidelijk waarom dezelfde zeef zich bij partij A voorbeeldig gedraagt en bij partij B problematisch. De storing wordt vertaald naar meetbare poederparameters.
Over Delft Solids Solutions en PowderTechnology.info
Delft Solids Solutions (DSS) is een onafhankelijk kennis- en onderzoekscentrum met een sterke focus op poeders en bulkgoederen. DSS ondersteunt bedrijven in onder meer voeding, farma, chemie en mineralen met laboratoriumonderzoek, trouble-shooting op locatie en gespecialiseerde cursussen en seminars rond de eigenschappen en verwerking van stortgoederen.
PowderTechnology.info is de online kennisbank en spin-out van Delft Solids Solutions (DSS) over poedertechnologie. Het platform behandelt voornamelijk poederfenomenen, zoals stromingsgedrag, caking, stofvorming, segregatie en mengkwaliteit.
Waarom monstername cruciaal is
Een belangrijk, vaak onderschat punt is de kwaliteit van het monster zelf. Een zeefcurve is alleen zo betrouwbaar als het monster dat gezeefd wordt. Toch zien we in de praktijk regelmatig dat een emmer uit de lijn wordt doorgestuurd als representatief materiaal. Veelgemaakte fouten zijn:
• monsters scheppen uit de bovenlaag van een silo of big bag,
• monstername op momenten dat de lijn net stil heeft gestaan,
• alleen materiaal nemen uit een rustige, gelijkmatige stroming,
• deelmonsters niet goed mengen tot een daarmee representatief en homogeen composiet.
Het risico is duidelijk. De zeefanalyse levert een keurig ogende curve op, maar die curve beschrijft slechts een klein deel van de feitelijke variatie in de lijn. Het gevolg: je denkt het probleem te begrijpen, past misschien maaswijdte of zeefinstellingen aan, maar de storing blijft terugkeren.
Betere monstername hoeft geen ingewikkelde operatie te zijn. Enkele praktische verbeteringen:
• neem meerdere kleine deelmonsters verspreid over tijd en productievolume,
• zorg dat je ook materiaal uit kritische zones meeneemt, bijvoorbeeld tijdens opstart of bij wisseling van batch,
• gebruik, waar mogelijk, mechanische splitsers om composietmonsters te vormen,
• leg een simpel protocol vast, zodat operators consequent hetzelfde doen.
Pas als het monster de werkelijke variatie in het proces weergeeft, krijgt de zeefcurve betekenis. Dan wordt de analyse een betrouwbaar vertrekpunt om instellingen, maaswijdte of zelfs upstream processtappen te heroverwegen.
Labdata vertalen naar procesinstellingen
De echte waarde ontstaat wanneer labresultaten worden terugvertaald naar concrete keuzes op de fabrieksvloer. Enkele typische koppelingen:
- Maaswijdte en dek-configuratie
Als een deeltjesgrootteverdeling laat zien dat de scheidingsgrens erg dicht tegen de meest voorkomende deeltjesgrootte ligt, is de kans groot dat de zeef in een grijs gebied opereert. Kleine variaties in productie of grondstof kunnen dan grote effecten hebben op capaciteit en zeefkwaliteit. Met die kennis kun je:
• de maaswijdte iets verschuiven om een robuustere scheiding te krijgen,
• een voor-zeef of na-zeef inzetten om het proces te ontlasten,
• upstream malen of granuleren aanpassen, zodat het product zeefvriendelijker wordt. - Capaciteit en dek-belasting
Met bulkdichtheid en poederstroming kan de werkelijke belasting van het zeef-dek worden berekend. In de praktijk blijkt regelmatig dat een zeef structureel boven de comfortabele grens draait. Kleine afwijkingen in producteigenschappen duwen het systeem dan over de rand, met verstoppingen en slijtage als gevolg. Op basis van deze gegevens kan worden besloten om:
• te ontkoppelen in twee parallelle dekken,
• de aanvoercapaciteit realistischer te begrenzen,
• andere voedingsmechanismen te kiezen, bijvoorbeeld een doseerschroef met stabielere aanvoer. - Trilling, snelheid en helling
Product dat op het dek blijft staan in plaats van elegant doorloopt, vertelt iets over de combinatie van trillings-karakteristiek, hellingshoek en producteigenschappen. Veranderen vocht, deeltjesvorm of cohesie, dan vraagt dat soms om andere instellingen. Een kleine casus illustreert dit: In een diervoederfabriek kampte men met wisselende zeefprestaties. Labonderzoek toonde aan dat bepaalde batches een deeltjesgrootteverdeling met een grotere staart van kleinere deeltjes en iets hoger vochtgehalte hadden. Door de maaswijdte licht aan te passen, de aanvoer gelijkmatiger te maken en de trillings-instellingen te herzien, daalde het aantal ongeplande stops merkbaar. De zeef zelf bleef dezelfde. Het poeder en de parameters eromheen veranderden.
Kijk verder dan de zeef alleen
Zeven staat zelden op zichzelf. De zeef is onderdeel van een keten van stappen: malen, mengen, drogen, opslag, transport en uiteindelijk verpakken. Elke stap verandert het poeder een beetje. De zeef is vaak de eerste plek waar al die effecten samenkomen in een zichtbare storing. Wie de zeef dus echt wil begrijpen, zal naar de keten eromheen moeten kijken. Hoe verandert de deeltjesgrootte na het malen? Wat doet opslag in een silo met vochtverdeling en caking? Hoe beïnvloedt pneumatisch transport de fines fractie? En hoe reageren doseersystemen op die variatie?
Door systematisch te kijken naar poedereigenschappen en deze te koppelen aan het gedrag van installaties, ontstaat een gezamenlijke taal tussen laboratorium en fabriek. Vanuit Delft Solids Solutions en het kennisplatform PowderTechnology.info zien we dat deze aanpak bedrijven helpt om storingen te voorkomen in plaats van telkens te blussen. Op PowderTechnology.info worden praktijkcases, achtergronden en uitleg rond poederkarakterisering gedeeld die deze brug tussen lab en lijn verder versterken.
Vijf vragen voordat de volgende zeefstoring daar is
Als afsluiter van dit verdiepende artikel over de zeef een korte checklist voor de volgende keer dat de hamer in de buurt komt:
- Is de deeltjesgrootteverdeling van deze batch echt bekend, inclusief fines fractie?
- Hoe en waar is het monster genomen dat naar het lab is gegaan?
- Is het vochtgehalte van deze batch anders dan van probleemloze batches?
- Draait de zeef binnen realistische capaciteitsgrenzen, of permanent op de limiet?
- Worden laboratoriumgegevens actief gebruikt bij de keuze van maaswijdte en instellingen?
Wie deze vragen serieus beantwoordt, ontdekt dat een verstoppende zeef zelden een op zichzelf staand probleem is. Het is een signaal dat het poeder, en daarmee het proces, iets te vertellen heeft.
