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Verfahrenstechnik ...wird passend gemacht

18.08.2014

Schüttgutanlagen müssen meist mehrere Verarbeitungsprozesse unter vorgegebenen Bedingungen abbilden. Ein Kunststoffhersteller stellte die Maximalforderung: zahlreiche Prozesschritte vom Fördern über Sieben und Granulieren mit variablem Befüllsystem und das bei beengten Platzverhältnissen.

Die Forderung: eine Anlagen-Lösung, die neben dem Fördern, Sieben und Dosieren auch das Abfüllen verkaufsfertiger Gutware in verschiedene Gebindearten mit unterschiedlichem Abfüllgewicht realisiert. Der Auftraggeber: ein führender Hersteller von Kunststoffpulver zur Folienfertigung aus der chemischen Industrie. Er benötigte diese Lösung zur Erweiterung seiner Produktionskapazitäten und beauftragte damit das Unternehmen Engelsmann. Der Standort der Mehrzweckanlage machte das Anforderungsprofil noch komplexer. Da die Anlage in eine bereits bestehende Infrastruktur integriert werden musste, durfte sie nur über eine geringe Bauhöhe verfügen, um den beengten Raumverhältnissen vor Ort Rechnung zu tragen. Zudem mussten Teilbereiche der Anlage für den Einsatz in explosionsgefährdeten Zonen geeignet sein.

Der Verarbeitungsprozess reicht von der Förderung über die Siebung bis zur Dosierung und Abfüllung des verkaufsfertigen Kunststoffprodukts. Eine pneumatische Förderung führt das Kunststoffpulver über einen Wiegebehälter als erstem Funktionsbereich der Schüttgutanlage zu. Wägezellen wiegen den mit pulvrigem Kunststoff gefüllten Behälter, damit dem Prozess nicht zu viel Produkt zugeführt wird beziehungsweise bei Bedarf neues Kunststoffpulver nachproduziert wird. Die Behälterverwiegung sorgt so für eine optimale Steuerung der Produktzufuhr für die auf eine Kapazität von drei Tonnen pro Stunde ausgelegte Anlage.

Granulieren und entwässern

Nach dem Verwiegen wird das Kunststoffprodukt zu einem Granulierer befördert, um die Pulverpartikel zu Granulaten zu agglomerieren. Mit einer in die Anlage integrierten Maschine zur Schutzsiebung wird im nächsten Prozessschritt das granulatförmige Produkt mit Hilfe eines Spaltsiebs entwässert und an einen ebenfalls mit Wägezellen ausgestatteten Vorratsbehälter weitergefördert. Ein Schieberohr sorgt für die Mengendosierung und eine kontinuierliche Zuführung des Kunststoffgranulats an die zweite Siebmaschine. Diese ist zur Klassierung und Aussiebung zu grober Granulatpartikel installiert. Mittels eines verstellbaren Zuführrohrs stellt man die Produkthöhe innerhalb der mit Vibratoren angetriebenen Klassiersiebmaschine ein. Die Siebmaschine verfügt über ein Siebdeck, auf dem drei Fraktionen gesiebt werden können.

Der Siebvorgang von fein nach grob ist besonders produktschonend, um eine hochreine Qualität der Verkaufsware sicherzustellen. Das gesiebte Gutkorn wird zusätzlich über einen Metallabscheider geprüft. Eventuelle Metallpartikel werden in Behälter weitergeleitet, sodass diese nicht in das verkaufsfertige Produkt gelangen können.

Kugeln reinigen das Sieb

Um kontinuierlich hohe Durchsatzleistungen und ein hohe Siebqualität zu erreichen, ist unterhalb des Siebgewebes auf einem Wellengitter ein Kugelabreinigungssystem installiert, das das Maschengewebe während des Siebvorgangs durchlässig hält. Prallklopfkugeln reinigen die einzelnen Siebflächen ab, indem die Kugeln durch die Vibrationen der Maschine gegen das Maschengewebe schleudern. Aufgrund der sensiblen Produktanforderungen sind neben den Prallklopfkugeln alle weiteren produktberührenden Maschinenteile in Edelstahl mit hoher Oberflächenqualität (Ra-Wert 0,8 µm) ausgeführt worden, um Abrieb mit dem Granulatprodukt zu vermeiden und reinigungsbedingte Stillstandszeiten zu minimieren. Die Siebwanne ist eingehängt und nicht fest verschweißt, sodass diese mit wenigen Handgriffen entnommen und gereinigt werden kann. Die Anbindung der Ein- und Ausläufe erfolgt über Spezial-Manschetten, deren Demontage ohne Einsatz von Werkzeug möglich ist.

Intelligente Prozesstechnik für die Abfüllung

Nach dem Siebvorgang wird das Gutkorn in einen Pufferbehälter mit Füllstandsmessung geleitet und von dort mit einem Schwingförderrohr dem Wiegebehälter der Abfülleinheit zugeführt. Da die Kunden des Auftraggebers je nach Bedarf mit Beutel (25 kg), Fässer (200-250 kg) und Big-Bags (1.000 kg) beliefert werden, wurde ein variables Befüllungssystems konzipiert, das die Abfüllung des Kunststoffprodukts in drei verschiedenen Gebindearten ermöglicht. Der Wiegebehälter verfügt über ein Fassungsvermögen von 25 kg, welches identisch mit dem Füllvolumen der kleinsten Gebindeart (Beutel) ist. Wenn der Behälter vollständig mit Kunststoffprodukt befüllt ist, riegelt ein Verschlussdeckel das Schwingförderrohr ab, sodass kein Produkt mehr nachlaufen kann.

Je nach Gebinde wird der Befüllprozess dank einer speziell entwickelten Steuerungseinheit in 25-kg-Portionen getaktet, die bei der Beutelabfüllung einen Abfüllvorgang und beim größten Gebinde, dem Big Bag, vierzig Befüllvorgänge anstößt. So kann die eichfähige Verwiegung der Verkaufsware mit ein und derselben Wiegeeinheit durchgeführt werden, obwohl die einzelnen Füllgewichte der Gebinde sich erheblich unterscheiden. Darüber hinaus mussten bei der Konstruktion auch die unterschiedlichen Anschlussmöglichkeiten der eingesetzten Gebindearten berücksichtigt werden. Ein speziell für diesen Anwendungsfall entwickeltes Adaptersystem ermöglicht einen schnellen Wechsel und Anschluss der jeweils zu befüllenden Gebinde.

Die 25-kg-Beutel werden bei der Befüllung über das Ende eines Abfüllstutzens gestülpt und mit einer pneumatischen Klemmvorrichtung fest gehalten. Nach dem Befüllprozess öffnet sich die Klemmvorrichtung wieder und der volle Beutel kann entnommen werden. Bei der Fassabfüllung werden mit einem schwenkbaren Füllrohr bis zu vier Fässer in einem Vorgang befüllt. Big Bags schließt man über einen Befülladapter mit einer Einhand-Sackschnalle fest an, bevor der Befüllprozess startet.

Die fünf Monate nach Beauftragung mit CE-Kennzeichnung übergebene Schüttgut-Anlage ist eine Turnkey-Lösung, welche von Engelsmann geplant, gefertigt und geliefert wurde. Vor Ort integrierten die Engelsmann-Monteure die Anlagentechnik in die bestehende Anlagenstruktur, wobei sie die Bauhöhe der Anlage an die beengten Raumverhältnisse am Standort angepasst haben. Nach der Inbetriebnahme wurde das Bedienpersonal in die Steuerung und den Betrieb der Prozesstechnik eingewiesen.

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