Bild: Sandvik, KD Busch

Granulation Wachspastillen gut in Form

07.06.2015

Wachs in Form zu bringen, ist nicht so einfach wie man meinen könnte. Denn die Eigenschaften von Wachsen sind sehr unterschiedlich. Dr. Hans-Friedrich Herrmann von Clariant hat aber eine gute Lösung gefunden. Dank einer Pastilliertechnologie ist er in der Lage, verschiedenste Wachse in reproduzierbarer Qualität herzustellen. Zur Achema stellt Sandvik eine neue Lösung vor, um lästige Abfälle zu vermeiden.

Damit Zitronen genau so schön frisch im Handel ankommen wie sie zum Zeitpunkt der Ernte sind, werden sie mit einer dünnen Wachsschicht überzogen. So trocknen sie nicht aus und bleiben länger saftig. Diese Wachse brauchen bestimmte Eigenschaften, damit diese Lagereigenschaften auch gegeben sind. Der Mann, der bei Clariant dafür sorgt, heißt Dr. Hans-Friedrich Herrmann und ist Betriebsleiter der PO-Wachsbetriebe im Industriepark Frankfurt-Höchst.

Um das benötigte Wachs zum Kunden zu transportieren, muss es sich leicht verschicken, lagern und umfüllen lassen. Was wäre hier besser geeignet als ein Granulat? So entschied sich Herrmann bereits 2004 dafür, zwei Pastillieranlagen aus dem Hause Sandvik zu installieren. Bei Clariant verarbeiten diese Wachs. Die Hauptkomponenten des Pastilliersystems sind der Sandvik-Rotoform und der Stahlbandkühler. Der Rotoform setzt kleine Tropfen auf das laufende Stahlband ab. Dabei sind die Rotationsgeschwindigkeit des Rotoforms und die Bandgeschwindigkeit aufeinander abgestimmt.

Verfestigung mit Stahlband

So werden die Tropfen in optimaler Form abgesetzt. Verfestigt wird das Produkt durch den Stahlbandkühler, der wie ein kontinuierlicher Wärmetauscher fungiert. Die flüssigen und gefilterten PE- und PP-Wachse werden dem Rotoform 4G mit einer geregelten Zahnradpumpe zugeführt. Das aufgeschmolzene Produkt wird durch den Einspeiseadapter und den Stator in die Düsenleiste gepumpt. Hier gelangt es über spezielle Düsen und Durchgänge in der Düsenleiste zum rotierenden Außenrohr. Dort verlässt das Wachs unter Vordruck die im rotierenden Außenrohr befindlichen Bohrungen. Die Produkttropfen werden somit am unteren Scheitelpunkt des Außenrohres als Pastillen auf das rostfreie Edelstahlband abgelegt. Bei Clariant ist dieses Band 1,5 m breit.

Um die Wärme aus dem Wachs abzuziehen, wird die Unterseite des Stahlbandes gleichmäßig mittels eines Düsensystems mit Kühlwasser besprüht. Hierbei kommt aber das prozessierte Produkt nicht mit dem Kühlwasser in Berührung. Das ist gut für die Wachse, denn diese zu trocknen, wäre ein schwieriger Prozess. Mit einem Abnahmemesser werden die Pastillen vom Stahlbandkühler genommen und bauseits weitergeleitet. Über dem Rotoform und der gesamten 25 m Kühllänge der Anlage ist eine segmentierte Absaughaube installiert, um Dämpfe mit entsprechenden Absaugdrosseln, ableiten zu können.

Unterwassergranulation oder Stahlband?

Doch warum ist es ein Pastillierband geworden? Ebenso wäre auch eine Unterwassergranulation infrage gekommen. Herrmann erklärt: „Die Unterwassergranulation ist zwar das verbreitetste Verfahren, aber für unsere Zwecke nicht optimal. Es gelingt in Einzelfällen mit Unterwassergranulierung auch Wachse zu konfektionieren, aber wenn man versucht die gesamte Produktbreite herzustellen, wird das nicht gelingen.“ Es musste also eine universelle Anlage her, die man sowohl für Polyethylen-Wachse als auch für Polypropylen-Wachse einsetzen kann. Und genau das ist der Rotoform: universell. Er verarbeitet sowohl Produkte mit 50 mPas als auch Produkte mit 8.000 mPas bei Clariant. „Der Durchsatz der Anlagen war im Sandvik-Technikum in Fellbach erprobt worden, denn hier spielen Produkt-Eigenschaften eine entscheidende Rolle. Es gibt Produkte, die sich gut pastillieren lassen, und es gibt welche, da muss man sehr langsam fahren, wenn man am Ende eine gute Kornform haben möchte.“ Für unterschiedliche Produkte bietet Sandvik verschiedene Außenrohre für den Rotoform an, die über spezielle Bohrungen verfügen. Doch diese kommen bei Clariant nicht zum Einsatz: „Wir verwenden diese eine Konfektionierung von Sandvik, weil wir damit das gesamte Spektrum an Produkten – und das sind im Moment 15 verschiedene Wachsarten unserer Marke Licocene – in den Zustand bringen, wie der Kunde sie braucht.“

Herrmann schätzt besonders an der Sandvik-Anlage, dass man das Rotoform-Außenrohr so schnell austauschen kann. Denn bei Clariant erreichen die Wachse zum Teil Temperaturen von mehr als 300 °C – so kommt es hin und wieder zu Vercrackung, wodurch die Bohrungen des Pastillierers geschlossen werden. Um diesen Schaden zu beheben ist eine Routinearbeit der Instandhalter ausreichend. „Unsere Mitarbeiter arbeiten nun seit zehn Jahren mit der Anlage und kennen sich bestens aus. Das Außenrohr kann innerhalb von weniger als einer Stunde von uns getauscht werden, dann läuft der Betrieb ganz normal weiter“, berichtet Herrmann.

Zehn Jahre Laufzeit

Das der Rotoform keine großen Wartungseinsätze oder Austausche benötigt, hat sich in den vergangenen zehn Jahren bewahrheitet. Ende 2014 wurde bei einer Komplettüberholung eines der Bänder getauscht – das zweite läuft weiterhin ohne Probleme. Dabei wurden die Sprühleisten neu angeordnet, damit diese auch während des Produktionsprozesses gesäubert oder getauscht werden können. Eine CIP-Reinigung ist nun also möglich – und die erhöht die Verfügbarkeit der Anlage. Im Zuge der Überholung wurde auch die Steuerung von Simatic 5 auf Simatic 7 aufgerüstet. Gleichzeitig bestellte Clariant noch eine weitere, dritte, Anlage bei Sandvik. Diese wird nach der Achema geliefert und befindet sich technisch auf dem gleichen Stand wie die nachgerüsteten Anlagen. Auch die Arbeiten an den älteren Anlagen liefen ohne Probleme, so Herrmann: „Es war eine sehr komplexe Aufgabe, vor allem weil wir festgestellt haben, dass man aus Sicherheitsgründen manche Änderungen einbringen muss. Dennoch haben wir das Projekt im geplanten Zeitraum von zwei Wochen durchgezogen.“

Künftig ohne Engelshaar

Ein Zusatzaggregat für die Anlage, das auf der Achema vorgestellt wird, dürfte Herrmann ebenfalls sehr interessieren: der ThermoCut von Sandvik. Er soll die Bildung von Engelshaar verhindern. Dieser Effekt trägt zwar einen klangvollen Namen, stört aber in der Produktion ganz gewaltig. Denn dabei handelt es sich um die kleinen Fäden, die entstehen, wenn die Pastillen vom Rotoform auf das Band gesetzt werden. Fährt die Pastille dann auf dem Stahlband weg und ist die Umgebungsluft vergleichsweise kalt, zieht sich ein Faden von der Pastille zum Außenrohr: das Engelshaar. Das wird vor allem dann problematisch, wenn das fertige Produkt in Säcke verpackt wird. Das gebrochene Engelshaar ist dann darin als Staub enthalten. Die Folge für den Kunden: Er muss den gesamten Inhalt noch mal über ein Sieb laufen lassen. Die Lösung von Sandvik besteht darin, dass die Umgebungsluft so erhitzt wird, dass die Fadenbildung weitestgehend verhindert wird. Zusätzlich schneidet ein Luftstrom die entstandenen Fäden durch. So fällt für den Kunden der komplette Siebvorgang weg – ein zeit- und kostenintensiver Arbeitsschritt. Und auch der Endkunde freut sich: Die Wachsqualität stimmt – und seine Zitrone ist lange haltbar und saftig.

Achema Halle 4.0 Stand F4

Bildergalerie

  • Clariant stellt ein breites Spektrum von Wachsen her (hier: Licocene) die auf einem Stahlbandkühler mit Pastilliereinheit zu Granulaten werden.

  • Die Pastilliereinheit kann sowohl Produkte mit 50 mPas als auch Produkte mit 8.000 mPas bei Clariant verarbeiten.

    Bild: Sandvik

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