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Verfahrenstechnik Kleine Filter für die 
Förderluft

20.08.2014

Die Pfropfenförderung transportiert Schüttgut mit weniger Förderluft, als beispielsweise die Flugförderung benötigt. Dadurch kann man kleinere Filter einsetzen, die auf die Anforderungen verschiedener Produkte flexibel reagieren und außerdem FDA-konform sind. Durch deren Einsatz kann der Förderprozess fast ohne Unterbrechungen stattfinden.

Kies kann man mit einer Schaufel schippen. Behutsamer sollte man mit Kunststoffgranulaten umgehen. Sie benötigen eine sehr viel schonendere Förderung, beispielsweise in einem speziellen Förderrohr. Bei bestimmten Pulvern wie Kakao muss man bei der Förderung zudem aufpassen, dass sich keine Klumpen bilden und so die Prozessanlage verunreinigt wird. Kurzum: Schüttgüter unterscheiden sich in ihren spezifischen Eigenschaften deutlich – und damit auch die Methoden, wie diese verarbeitet werden. Die Zusammensetzung des Förderguts oder dessen Feuchtigkeitsgehalt spielen beim Handling eine große Rolle. Zudem sollten sich die Maschinen möglichst leicht reinigen lassen und die Ex-Zonen müssen eingehalten werden. Ein Verfahren, das diese Anforderungen erfüllt, ist die pneumatische Förderung. Hier sind besonders die Dichtstrom- und die Pfropfenförderung zu nennen. Charakteristisch für beide Verfahren ist die geringere Fördergeschwindigkeit. Daher kann man das Granulat besonders schonend und entmischungsfrei fördern und erhält einen hohen Füllgrad in der Förderleitung.

Durch das Prinzip der Saug-Förderung wird das gesamte System im Unterdruck betrieben, dies ermöglicht eine Verarbeitung von hochaktive Substanzen. Das im System angelegte Vakuum verhindert, dass Stäube austreten. Eine gängige Anwendung in der Herstellung ist die Förderung von Granulat aus einem Container zu einer Tablettenpresse. Durch die Art der Förderung ist es möglich, den Container neben der Tablettenpresse statt darüber zu positionieren. Auch der Transport aus einem anderen Bereich, der gegebenenfalls auch räumlich getrennt ist, ist möglich. Der direkte Austrag aus einem Wirbelschichtgranulator ist beispielsweise so machbar. Hecht Technologie hat speziell für diese Bedürfnisse den ProClean Conveyor entwickelt, der die hohen cGMP-Anforderungen der pharmazeutischen Herstellung erfüllt.

Das Prinzip des ProClean Conveyor PCC unterscheidet sich dem ersten Anschein nach nur unwesentlich von den herkömmlichen, pneumatischen Fördergeräten, die entweder mittels Über- oder Unterdruck arbeiten. Um das Vakuum aufrecht zu erhalten, muss das System geschlossen betrieben werden. Bei der Flugförderung wird viel Förderluft benötigt, aber nur relativ wenig Produkt transportiert. Dadurch benötigt man große Filterflächen zum Abscheiden des Luft-/Pulvergemischs. Der ProClean Conveyor PCC nutzt das Prinzip der Pfropfenförderung, wodurch weniger Förderluft benötigt wird. Somit arbeitet er auch mit einer im Vergleich relativ kleinen Filterfläche, die speziell dafür entwickelt wurde.

Ringfiltertechnologie als Lösung

Nutzt man die Ringfiltertechnologie, so stellt der Körper des Filters eine Verlängerung des Abscheidebehälters dar. Angefangen vom einfachen Ein- und Ausbau bis hin zur Einhaltung des Hygienic Designs bietet diese Technologie viele Vorteile wie die Langlebigkeit der Filterkonstruktion und eine Beständigkeit gegen Filterdurchschläge. Die Filter sind in verschiedenen Materialausführungen erhältlich, sodass flexibel auf die Anforderungen verschiedener Produkte reagiert werden kann. Darüber hinaus ist das Filtergewebe durchgängig FDA-konform.

Beim Fördervorgang saugt die Aufgabestelle das Produkt-Gas-Gemisch durch ein Schlauch- oder Rohrleitungssystem an. Das Gemisch gelangt durch die Produkteintrittsklappe in den Abscheidebehälter des Conveyors. Nach dem Eintritt werden die feinen Staubpartikel am Ringfilter abgeschieden. Das Produkt-Gas-Gemisch ist nun wieder getrennt. Aufgrund der Schwerkraft setzt sich das Produkt im Behälter ab und füllt ihn. Nachdem der Ansaugzyklus beendet ist, wird mittels Umkehr der Gasflussrichtung der Ringfilter per Druckluft abgereinigt. Die festgesetzten Partikel fallen in den Abscheidebehälter und der Ringfilter ist bereit für den nächsten Ansaugzyklus.

Mit der Absperrklappe oder Schleuse kann der Anwender nun die Tablettenpresse – je nach Wunsch – mit einer bestimmten Menge an Pulver beschicken. Ein durch die Konstruktion und Bauweise begünstigter Vorteil des Gehäusedeckels ist die Anordnung der Anschlüsse. Vakuum- und Drucklufteinheit sind seitlich am Körper angebracht und müssen somit weder beim Filterwechsel noch bei der Reinigung oder Instandhaltung demontiert werden. Bei der Ausführung mit Schnellverbindungen am Gehäusedeckel ist der Filterwechsel sogar in unter einer Minute realisierbar.

Förderung bei großen Mengen

Große Mengen an Fördergut produzieren und diese möglichst schonend und sicher zum nächsten Prozessschritt befördern – das klingt zunächst harmlos. Doch Standardförderer stoßen bei bestimmten Fördermengen schnell an ihre Grenzen. Schneckenförderer besitzen zwar eine hohe Förderleistungen, doch der Platzbedarf, den diese Anlagen einnehmen, ist enorm. Auch der geforderte schonende Transport des Schüttguts zeigt schnell die Grenzen der mechanischen Förderung auf. Da die Anforderungen an die Anlagen von höchster Komplexität sind und maßgeblich die Qualität des Endprodukts beeinflussen, muss ein System eingesetzt werden, das die sichere, kontinuierliche und effiziente Produktion ermöglicht. Dafür muss unter anderem beachtet werden:

  • Pulver oder pulverähnliche Produkte müssen zuverlässig und schonend transportiert werden,

  • das System soll in sich geschlossen arbeiten, sodass der Bediener- und Produktschutz jederzeit gewährleistet ist,

  • große Mengen müssen kontinuierlich oder diskontinuierlich gefördert werden,

  • bei Produkten mit einer Mindestzündenergie < 1MJ besteht die Möglichkeit inert zu fördern,

  • es darf keine Entmischung der Produktstruktur erfolgen,

  • die Reinigung muss einfach sein, gleichzeitig müssen die hygienischen und regulatorischen Richtlinien eingehalten werden.

Speziell dafür hat Hecht den ProClean Conveyor 700, eine Weiterentwicklung des ProClean Conveyors, auf den Markt gebracht. Der Unterschied zu dem bewährten Standardsystem besteht in der Trennung des Gemisches von der Filtereinheit. Mehrere Filter trennen das Pulver von der Förderluft, diese werden abwechselnd per Druckluft abgereinigt, somit verkürzen sich die Abreinigungszeiten enorm, dies ermöglicht eine nahezu kontinuierliche Förderung. Der restliche Prozess wurde nicht verändert. Damit sind nun Förderleistungen von bis zu 10.000 kg/h möglich – je nach Art des Produktes. Auch für die Anforderungen der jeweiligen Industrieumgebungen gibt es die passenden Lösungen. Bei Gebäuden mit niedriger Deckenhöhe ist ein horizontaler Filtereinbau realisierbar. Die Integration in bestehende Systeme ist jederzeit mittels einer Flanschlösung möglich.

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