Mühlen und Mischer

Kurze Beschreibung

Mit dem Projekt „Powder-Up“ entsteht am ZSW eine Pilotanlage für die Hochskalierung der Synthese maßgeschneiderter Kathodenmaterialien vom 1-Kilogramm- über den 10-Kilogramm- bis zum 100-Kilogramm-Maßstab. In „Powder-Up“ kommen ausschließlich industriebewährte Maschinen zum Einsatz, um eine Pulverherstellung unter industrienahen Bedingungen zu garantieren - von der Produktion eines sogenannten Precursors und dessen Weiterverarbeitung mit Lithiumsalzen bis hin zur abschließenden Oberflächennachbehandlung des Endproduktes. Jeder Einzelschritt ist dabei entscheidend für die Qualität dieser Materialien, welche mit Hilfe erstklassiger Analytik untersucht werden. Die vorgesehenen Materialdurchsätze erfordern Einrichtungen mit entsprechendem Fassungsvermögen, um das Hochskalieren vom Labor- in den Technikums-Maßstab bei den Materialmengen bewerkstelligen zu können. Maschinen und Sicherheit: EU-Richtlinie für Maschinen 2006/42/EC mit späteren Änderungen und zugehörigen Standards. PED-Richtlinie 2014/68/EU mit späteren Änderungen, CE Kennzeichnung gemäß Verordnung Nr. 765/2008Elektrische Norm: EN 60204-1:2018, Sicherheit von Maschinen - elektrische Ausrüstung von Maschinen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen, in allen Bereichen gelten die gesetzlichen Regelungen!Es ist zusätzlich zum ausgefüllten Lastenheft ein gesondertes, detailliertes und prüfbares Angebot für die Lieferung und Montage der beschriebenen, teilautomatisierten Anlagen, incl. Dokumentation in deutscher und englischer Sprache unter Berücksichtigung aller Spezifikationen, Schnittstellen und Einweisungen abzugeben.Weiter ist das Steuerungskonzept der Anlagen detailliert zu beschreiben und die Übergabe dazu nötiger Software auf Datenträger einzurechnen. Nach Inbetriebnahme erfolgt eine förmliche Abnahme nach der Inbetriebnahme zur Feststellung der Schlusszahlung. Containment für alle Anlagen:Die Pulver werden durch die Einfüllöffnungen im Deckel der Mühlen und Mischer aus geschlossenen Behältern eingefüllt. Über Kugelventile kann das Produkt in geschlossene Fässer ausgetragen werden. Sämtliche Behälter sind Teil des Lieferumfanges und sind auf die Anlagen abgestimmt. Im Rahmen von „Powder-Up“ ist folgende Lieferleistung zu vergeben: Los 1 Strahlmühlen (Pup_064/065) für chargenweise Herstellung von KathodenmaterialFließbett-Gegenstrahlmühle zur kontaminationsarmen Trocken-Feinstmahlung, Partikel werden mittels der sich im Brennpunkt treffenden Gasstrahlen beschleunigt. Die Zerkleinerung erfolgt durch Partikelprall im Brennpunkt und durch Scherströmungen im Randbereich der Gasstrahlen. Die Mahlluft durchströmt dann ein im Kopf der Mühle angeordnetes Sichtrad, in dem eine Klassierung erfolgt. Feine Teilchen können die Mühlen durch das Sichtrad mit der Luft verlassen und werden in einem Filter abgeschieden. Gröbere Teilchen fallen in das Fließbett zurück und werden weiter zerkleinert bis sie die gewünschte Feinheit erreicht haben. Grundlage dieses Konzepts ist die Verwendung eines Basismoduls, das sämtliche Zusatzkomponenten einer Mahl- / Sichtanlage (Gestell, Dosierung, Armaturen, Abscheidefilter, Steuerung etc.) in sich vereint.Durch wenige Handgriffe lassen sich unterschiedliche Mahlwerke in die Mühlen integrieren, um verschiedene Mahl- und Sichtprozesse in einer Maschine zu realisieren: 1. Kleine Mühle mit rd. 2,2 kW Gebläseleistung und austauschbaren Mahleinrichtungen• Als Kombianlage bietet größtmögliche Flexibilität• Kleinmengenproduktion auf einer qualifizierten Anlage• Verwendung einer scale-up fähigen Prozesstechnologie• Kurze Umrüst- und Montagezeiten sowie einfache Reinigung durch optimierte Zerlegbarkeit.• Kompaktes Anlagendesign im Labormaßstab• Bei Anlieferung betriebsfertiges System, bestehend aus:Incl. Seitenkanalverdichter mit SPS-Steuerung mit angebautem Frequenzumformer, sowie volumetrische Dosiereinheit zur kontinuierlichen Produktaufgabe • Dosierleistung: ca. 0,2 - 47 [l/h]• Produktbehältervolumen: 10 Liter (bei offenem Betrieb)• Antriebsleistung: 0,25 kW5l Dosierfass wird über dem Trichter der Dosierschnecke mit doppelter Zuführung installiert, um das Material unter inerter Atmosphäre zu handhaben.Mit Zyklon – Bausatz + Filter und Halterungen, zur intensiven Vorabscheidung, sowie Entlastung des nachgeschalteten Schlauchfilters mit 5l Dosierfass-Auffangbehälter, sowie Scheibenventil mit Tri-Clamp Ventil am Zyklon-Auslauf befestigt. Durch kurzzeitiges Schließen des Ventils kann das nachfolgend angeflanschte Deckelfass ohne Unterbrechung des Anlagenbetriebes gewechselt werden. Als insgesamt verschiebbare Anlage ausgeführt, da alle Teile an einem gemeinsamen Rahmen montiert sind.Filterschläuche: Goretex, Filterfläche: ca. 1,5 m2, Spülgasbedarf: ca. 3 Nm3/h bei P= ca. 4 - 6 bar integriertes Abreinigungssystem mit DifferenzdruckreglerFilterauslauf mit 5l Dosierfass-Auffangbehälter, sowie 2x 20l Materialauffangbehälter und Absaugrohrleitung vom Filter zum Seitenkanalverdichter mit integriertem HEPA Filter 2. Große Mühle mit rd. 3,5 kW Gebläseleistung und austauschbaren Mahleinrichtungen• Als Kombianlage bietet größtmögliche Flexibilität• Kleinmengenproduktion auf einer qualifizierten Anlage• Verwendung einer scale-up fähigen Prozesstechnologie•Kurze Umrüst- und Montagezeiten sowie einfache Reinigung durch optimierte Zerlegbarkeit.• Kompaktes Anlagendesign im Labormaßstab• Bei Anlieferung betriebsfertiges System, bestehend aus:Incl. Seitenkanalverdichter mit SPS-Steuerung mit angebautem Frequenzumformer, sowie volumetrische Dosiereinheit zur kontinuierlichen Produktaufgabe • Dosierleistung: ca. 0,2 - 100 [l/h]• Produktbehältervolumen: 50 Liter• Antriebsleistung: 0,55 kWDoppelschnecke Dosiergerät mit geschlossenem 50l Dosierfass über dem Trichter installiert, um das Material unter inerter Atmosphäre zu handhabenMit Zyklon – Bausatz + Filter und Halterungen, zur intensiven Vorabscheidung, sowie Entlastung des nachgeschalteten Schlauchfilters mit 20l Dosierfass-Auffangbehälter, sowie Scheibenventile mit Tri-Clamp Ventil sowohl am Zyklon-Auslauf als auch am Filter befestigt. Durch kurzzeitiges Schließen des Ventils kann das nachfolgend angeflanschte Deckelfass ohne Unterbrechung des Anlagenbetriebes gewechselt werden. Als insgesamt verschiebbare Anlage ausgeführt, da alle Teile an einem gemeinsamen Rahmen montiert sind.  Weitere Bauelemente für beide Mühlen:Pneumatik Basisumfang Grundbausatz mit Haupteinspeisung, Luftfilter und Verteilerstück, Ventilen und Sensoren zu dem Versorgen der Grundkomponenten sowie Spülluftversorgung für Lager- und Sichterspalt. Pneumatik Sicherheitsfiltermit Differenzdrucküberwachung integriert in die Basismaschine Pneumatik Prozessgasregelungkomplette Druckregeleinheit mit Schnellkupplungen. Pneumatik Inertgasüberlagerungzur Zwangseinspeisung von Stickstoff in die Ansaugleitungmit Tri-Clamp Anschluß am Lufteintrittsstutzen befestigt. Rundfilter Typ PAR-4Filterschläuche: Goretex, Filterfläche: ca. 13 m2, Spülgasbedarf: ca. 3 Nm3/h bei P= ca. 4 - 6 bar integriertes Abreinigungssystem mit DifferenzdruckreglerFiltergehäuse in Leichtbauweise, Filterauslauf mit geschlossenem 5/15l Dosierfass-Auffangbehälter, sowie weitere 2 x 5l und 2x15l Materialauffangbehälter und Absaugrohrleitung vom Filter zum Seitenkanalverdichter mit integriertem HEPA Filter.

Kurze Beschreibung

Allgemeine Bedingungen, die auch für Los 2 zutreffen, siehe Los 1. Los 2 Hochscherende Mischer (Pup_072/073) in denen beispielsweise Lithium in das Batteriematerial eingemischt werden kann in zwei verschiedenen Mischer-GrößenZum Mischen von klebrigen und kohäsiven Produkten werden Mischer angefragt welche die Kombination von hohen Scher- und Schlagkräfte nutzen, die durch am Rotor angebrachten Klingen erzeugt werden. Mischbehälter sind konisch geformt und sind mit einem zentralen Rotor ausgestattet, der sich mit relativ hoher Geschwindigkeit dreht. Es entstehen an den Kontaktflächen Relativgeschwindigkeiten von rd. 30 m/s (Nenngeschwindigkeit 20 m/s). Dadurch werden in kurzer Zeit große Oberflächen erreicht, um hohe Scherkräfte in das Produktvolumen einzuleiten. Die Scherkräfte erzeugen einen Rolleffekt der Partikel. Dieser Effekt hilft dabei, eine Beschichtung aus kleineren Partikeln um die größeren Partikel herum zu erzeugen. Eine weitere Anforderung an die Mischer ist die Möglichkeit der Temperaturregelung des Produktes, um die in Wärme umgewandelte, eingeleitete Energie abführen zu können und das Produkt dadurch zu schonen. 1. Kleiner Mischer mit rd. 3 kW Motorleistung und 3 austauschbaren Mischbehältern• Es sind austauschbare Mischbehälter mit 100 ml, 1 l und 2 l anzubieten • Alle Mischbehälter umfassen Rotor, Lager, Lippendichtung; • 1l und 2l Mischbehälter inkl. Mantel für (Wasser-)Kühlzwecke• Das Laden und Entladen erfolgt getrennt von der Antriebseinheit, z. B. unter einem Abzug• Schließen und Öffnen des Mischbehälters durch einfach zu bedienende Handwerkzeuge • Leicht zu reinigen. Rotor kann mit einfachem Werkzeug vom Deckel entfernt werden• Rührwerksdrehzahl bis 3000 U/min (je nach Mischbehälter) • Lippendichtung für den im Mischbehälter integrierten Rotor• Zukünftiger Kauf weiterer Mischbehälter zur Erweiterung des Sortiments möglich. 2. Großer Mischer mit rd. 5,5 kW Motorleistung und einem stationären 5l Mischbehälter• Die Behälterabdeckung ist hier auch mit einem Kühlmantel vorgesehen • Konstruktiv sind gute Reinigungsmöglichkeiten zu erreichen • Einlassöffnung im geschlossenen Zustand vollständig bündig mit der Innenseite • Die Pulver werden durch die Einfüllöffnung im Deckel in den Mischer gefüllt• grundlegende Nassreinigung des Mischers unterstützt durch Drehrichtungsumkehr