gesponsertFüllstandmessung und Druckmessung Füllstand- und Drucksensoren überwachen hocheffiziente Kunststoffprozesse

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VEGA Grieshaber KG

Ob für die Abdichtung von Staudämmen oder als dekorative Oberfläche von Möbeln: Kunststofffolien und -produkte von Renolit stehen für höchste Funktionalität. Damit das so bleibt, optimiert der Hersteller ständig seine Produktionsverfahren. Vega-Sensoren für Füllstand, Durchfluss und Druck stellen dafür wichtige Weichen.

In manchen Unternehmen ist Effizienz Teil der DNA – so auch bei Renolit. Der Hersteller für Kunststofffolien und -produkte betreibt enorme Anstrengungen, um die Effizienz und Effektivität seines Produktionssystems zu verbessern. Auf diese Weise gelingt es, Produkte zu schaffen, die garantiert langlebiger sind, weniger Ressourcen verbrauchen und die Kreislaufwirtschaft fördern. Bemerkenswert ist, dass der Grundstein für diese – durchaus futuristisch klingenden – Ziele bereits 1946 gelegt wurde, als Ressourcen so knapp wie nie waren. Der erste, der hier Maßstäbe setzte, war Jakob Müller. Als er das Unternehmen im vom Mangel geprägten Nachkriegs-Worms gründete, sah sich der bis dahin erfolgreiche Lederfabrikant gezwungen, nach Alternativen für das knappe Material zu suchen. „Weitblick und profunde Kenntnisse“ attestierten ihm Zeitgenossen, weil er in PVC nicht nur einen praktikablen Ersatzstoff fand, sondern mit dem Material auch gleich in weitere neue Marktfelder hineindrängte. Es war die Geburtsstunde der ersten Fußbodenbeläge und Folien „made by Renolit“.

Seither ist viel passiert, doch die Suche nach Effizienz zieht sich wie ein roter Faden durch die Unternehmensgeschichte. Nicht, weil es keine Rohstoffe gäbe, sondern weil Nachhaltigkeit alternativlos ist. Ein zentraler Unternehmensbereich, um den Weg dahin abzustecken, ist die Abteilung Operational Excellence, OpEx, die sich den Prozess der kontinuierlichen Verbesserung auf die Fahnen geschrieben hat. Am Standort Worms ist Andreas Böhm unter anderem für die Erfassung von Prozess- und Energiedaten zuständig. Er arbeitet für höchstmögliche Anlagenverfügbarkeit und sieht seinen Einsatz als logische Konsequenz desselben Effizienz-Spirits, der schon Gründer Jakob Müller antrieb. „Wenn wir gründlich prüfen und tief bis ins Detail gehen, dann stoßen wir eigentlich immer auf lohnende Einsparungsideen“, sagt er.

Kunststoff nach Maß

Kunststofffolie, das ist eine kaum überschaubare Menge an Spezialprodukten. Mit Eigenschaften, die genau nach Kundenwunsch zusammengesetzt, mit Zusätzen versehen und unter individuellen Synthesebedingungen entwickelt werden. „Wir sind in diesem Sinne Hersteller der viel beschworenen ,Losgröße 1‘, sagt Böhm, um die Flexibilität der Fertigung zu beschreiben. Renolit-Produkte sind quasi nie von der Stange, sondern immer nach einer Rezeptur produziert, die den Kundenbedürfnissen bestmöglich entspricht. Mal heben sich die Endprodukte mit haptisch angenehmer Prägung ab, mal sind sie besonders hygienetauglich, dann wieder sind sie so homogen, dass selbst bei dauerhaftem Außeneinsatz kein Moos daran haften bleiben kann.

Die Produktion erfordert eine hochgenaue Dosierung der Grundmaterialien, wie Polymere, Additive oder Farbstoffe, unter gleichbleibenden Prozess- und Umgebungsbedingungen. Und hier kommen die Radarsensoren von Vega ins Spiel, beispielsweise an IBC-Containern, in denen die Rohstoffe bereitgestellt werden. Die Radartechnologie ermöglicht eine genaue Füllstandüberwachung der Container von außen, ohne dass das Kunststoffgehäuse dafür geöffnet oder modifiziert werden müsste.

Andreas Böhm ist als erfahrener Spezialist für Mess- und Regeltechnik an der Wahl des Partners für die Anlagen-Messtechnik nicht ganz unschuldig. „Als ich vor 16 Jahren hier in Worms meine Stelle antrat, kannte ich Vega bereits durch meine frühere Tätigkeit“, erinnert er sich. „Ich habe gleich in der ersten Arbeitswoche eine Wette gewonnen, weil ich es geschafft habe, eine Messstelle, die immer wieder ungenau war, mit einem Vega-Radarsensor zuverlässig hinzubekommen.“

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Ein Füllstandsensor für alle Containertypen

Radar-Füllstandsensoren sind für ihn die Lösung der Wahl für viele Anwendungen auf dem Weg zum perfekten Kunststoffprodukt. Böhm ist begeistert, dass mit dem Vegapuls 6X, der vor drei Jahren den Markt eroberte, jetzt ein universeller Sensor die unterschiedlichsten Messstellen überwachen kann. Auf der Vorbereitungsebene, im zweiten Stock des Produktionsgebäudes, sticht genau dieses Sensormodell direkt ins Auge, das hier das Befüllen von Paste überwacht. Andreas Böhm zeigt auf mobile Kunststoffbehälter mit etwa 1000 Litern Fassungsvermögen, die zu knapp einem Viertel mit bernsteinfarbener Flüssigkeit gefüllt sind. In der Nähe des Einlasspunkts sind Vegapuls 6X montiert. Sobald einer der Behälter mit der pastösen Masse befüllt wird, sendet der Füllstand-Radarsensor seine Mikrowellenimpulse aus und misst deren Laufzeiten. Durch Vergleichen der Werte mit der festgelegten Kalibrierung, wird der exakte Messwert ermittelt. So ist sichergestellt, dass zu jeder Zeit die richtigen Mengen der Komponente zugeführt werden.

Beschaffung deutlich einfacher geworden

„Für uns ist es ein großer Vorteil“, sagt Böhm, „dass der Sensor sowohl Flüssigkeiten an kleinen IBCs wie auch die Füllstände hoher Schüttgutcontainer im Außenbereich auf den Millimeter genau misst.“ Er verweist auf zwölf schlanke, jeweils 200 Kubikmeter fassende Außensilos, die direkt vor den Türen von Werk A stehen. „An diesen Silos setzen wir die gleichen Sensoren ein, wie an den kleinen Prozesstanks innerhalb der Produktionslinien.“ Produktionsnah bevorraten die bis zu 23 Meter hohen Metallzylinder pulverförmige Schüttgüter, die in den Produktionsprozess eingespeist werden sollen, um über Kalanderanlagen Folie zu produzieren. „Seit wir den Vegapuls 6X universell für unsere Lagerhaltung einsetzen, ist die Beschaffung für uns deutlich einfacher geworden“, resümiert Böhm die verbesserten Abläufe. Zwar variieren die Konfiguration und das Material in den Silos je nach den spezifischen Produktanforderungen; immer ist jedoch die optimale Bevorratung der eingesetzten Materialien entscheidend, damit die Herstellung effizient und unterbrechungsfrei abläuft.

Energieeinsparung mit Durchflussmessung

Doch nicht nur die optimale Bevorratung von Rohstoffen birgt Einsparungspotenzial, das sich unterm Strich bemerkbar macht. „Für uns wird die Energieerfassung immer wichtiger“, beschreibt Andreas Böhm eines der Ziele der Abteilung OpEx. Er verweist auf die Menge von mehr als 300 Zählern, die im Produktionsbereich für PVC-Folien „alles an elektrischer Energie erfassen, was gerade verbraucht wird.“ Das Einsparpotenzial an dieser Stelle sei enorm. „Die Kunststoffbranche ist energieintensiv, und wir haben fest vor, bis 2045 CO₂-neutral zu produzieren.“ Mit seiner Strategie „One Renolit 2025“ gehört das Unternehmen zur Circular Plastics Alliance (CPA) und ist zur Kreislaufwirtschaft selbstverpflichtet.

Um Energie zu sparen, messen drei Differenzdruckmessumformer Vegadif 85 den Differenzdruck in den Temperiereinheiten der Kalanderwalzen. Für die benötigte Produktqualität wird der Durchfluss des Heizwassers genau überwacht. „Mit maximal 200 °C heißem Wasser halten wir den Prozess auf der richtigen Temperatur“, erklärt Böhm. So läuft das Verfahren unter den optimalen Bedingungen ab – und die Messung bringt außerdem klare Energieeinsparungen: „Die genaue Durchflussmessung mit Vegadif 85 stellt sicher, dass unser thermischer Energieeinsatz exakt am Bedarf orientiert ist.“

Sensoraustausch im laufenden Prozess

In seiner täglichen Praxis ist Andreas Böhm zudem hochzufrieden mit der „Blendenlösung“, die er gemeinsam mit dem Vega-Außendienstmitarbeiter gefunden hat. Da die Messgeräte mit jeweils einer Blende montiert sind, können sie jederzeit gewartet oder ausgetauscht werden, ohne den Prozess unterbrechen zu müssen.

Weiteres Einsparpotenzial bringt die spezielle Doppelkammerelektronik des eingesetzten Differenzdruck-Messsystems. Mit zwei Vegadif 85-Sensoren können gleichzeitig der statische Druck und der Differenzdruck gemessen werden. Ein Vorteil, denn gerade der statische Druck ist ein wichtiger Baustein für den optimalen Prozessablauf am Kalander, der nun, dank der gewählten Messtechnik, ohne zusätzliche Sensorik mit erfasst wird.

Die Verbesserungsdetektive

„Bei uns landet alles, was mit hohem Verbrauch zu tun hat“, sagt Andreas Böhm, „und je besser wir messen und regeln, umso größer unsere Einsparungen.“ Allein durch neue Softwaremodule, die den Standby-Modus aller elektrischen Geräte optimiert haben, konnte der Energieverlust um 60 Prozent gedrosselt werden. Um den Bedarf weiter zu senken, lässt er keine Stellschraube aus, um noch verbleibende Energiefresser wie Kühl- und Heizungsvorgänge zu optimieren. „Qualität erreicht man nur, indem man Qualität einsetzt“, ist er überzeugt. Auch in Zukunft setzt er deshalb auf qualitätvolle Messtechnik. Mit exakten und verlässlichen Messwerten, die besagen, wo und wann bei welchen Temperaturen und Geschwindigkeiten hergestellt wurde, und Endprodukte rückverfolgbar machen. „In diesem Sinne sind gut überwachte Prozesse vor allem eins“, betont Böhm: „kundenfreundlich!“ Für die Anwender seien Rückverfolgbarkeit und Reproduzierbarkeit zentral. Dass die Prozesse damit gleichzeitig emissionsarm und oft sogar plastikneutral sind, ist natürlich ein hochwillkommener Nebeneffekt.

Treffen Sie die Vega-Experten auf der Achema 2024 in Frankfurt (10.-14.06.): Halle 11.1, Stand C63.

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