Anlagenausrüster auf der K 2013 Peripherielösungen sorgen für reibungslosen Materialtransport von Kunststoffen

Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Sabine Mühlenkamp / Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

Sei es bei der Zuführung der Rohmaterialien in Compounder, Extruder, Spritzgussmaschinen und Co. oder bei der Verpackung der Kunststoffe nach der Fertigung – der reibungslose Materialtransport ist häufig der Schlüssel für eine effiziente Kunststoffproduktion. PROCESS stellt die wichtigsten Komponenten dafür vor.

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Von außen sieht man es den großen Kunststoffproduktionen nicht an, was in ihnen steckt: Ohne Peripherie – wie Schleusen, Mischer oder Trockner – wäre die effiziente Herstellung von Kunststoffen nicht möglich.
Von außen sieht man es den großen Kunststoffproduktionen nicht an, was in ihnen steckt: Ohne Peripherie – wie Schleusen, Mischer oder Trockner – wäre die effiziente Herstellung von Kunststoffen nicht möglich.
(Bild: Zeppelin Systems)

Auf den ersten Blick liegt der Schwerpunkt der diesjährigen K in Düsseldorf auf Extrudern, Spritzgussmaschinen und Blasformanlagen. Diesen gemeinsam ist jedoch, dass für deren reibungslose Funktion eine ganze Reihe an Peripheriegeräten benötigt wird, wie Trockner, Dosiergeräte oder Silos. Dabei gilt die Devise, dass sich die Geräte nahtlos in den Kunststoffverarbeitungsprozess einfügen sollen. Sie müssen flexibel genug sein, um auf verschiedene Rohstoffe und Mengen reagieren zu können. Gleichzeitig steht der Effizienzgedanke ganz oben, daher werden sie häufig auf den jeweiligen Einsatz zugeschnitten.

Viele Anbieter übernehmen daher die gesamte Materialversorgung und bieten ein breites Spektrum an Produkten und Systemen an. Die Konstanzer Motan-Gruppe hat beispielsweise die gesamte Palette für das Rohstoffhandling vom Dosieren über das Fördern und Kristallieren im Angebot. Als Highlight unter ihren Exponaten gilt u.a. eine neue Baureihe kleiner Drucklufttrockner.

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Die Luxor CA S Baureihe wurde insbesondere für Klein- und Mikroteile konzipiert. Durch ihre leichte und kompakte Bauweise lassen sich die Trockner einfach auf allen Verarbeitungsmaschinen montieren, selbst bei beengten Platzverhältnissen. Die Drucklufttrockner verwenden betriebsseitig vorhandene Druckluft, die auf atmosphärischen Druck entspannt wird. Dadurch entsteht trockene Prozessluft mit einem sehr niedrigen Taupunkt, die dann auf die benötigte Trocknungstemperatur erwärmt wird.

Das Materialhandling im Blick

Darüber hinaus hat sich Motan die Aufgabe gestellt, das Materialhandling komplett zu visualisieren. Der Anlagen-Bediener kann damit alle Funktionen in Echtzeit visualisieren. Vom Hauptmenu aus sichtet er Material-Protokollierungen und kann Änderungen der System-Einstellungen vornehmen. Alle produktrelevanten Daten werden in Echtzeit dokumentiert, archiviert und protokolliert. Die individuelle Zusammenstellung des Leitstandes richtet sich nach den Anforderungen des Kunden und der Applikation. Dies ermöglicht ein zielgruppenorientiertes Handling mit höchster Effizienz und Bedienungssicherheit.

Immer mehr gehen die Unternehmen dazu über, ein schlüsselfertiges Konzept für das Materialhandling anzubieten. Das Stuttgarter Unternehmen Coperion verzeichnet insbesondere an seinem Produktionsstandort Shanghai in China ein rasch wachsendes Geschäft mit solchen Gesamtanlagen zum Compoundieren von Technischen Kunststoffen. Exemplarisch für ein solches Gesamtprojekt ist die Ausstattung eines Standortes von BASF in Shanghai.

2012 hat BASF Coperion mit der Lieferung einer Turnkey-Produktionsanlage mit komplett ausgestatteten Linien zum Compoundieren von Technischen Kunststoffen beauftragt. So hat die BASF ihre Compoundierkapazität seit 2006 mehr als verdoppelt. Kernstück aller Anlagen ist der zweiwellige Schneckenkneter ZSK von Coperion. Allerdings umfassen die Leistungen auch die Fabrikplanung mit Anlagenkonfiguration sowie die kompletten Compoundiersysteme von der Rohmaterial-Zufuhr über die Compoundierextruder mit Granulierung bis zu Trocknung und Kühlung, Fertigprodukt-Förderung und zum versandfertigen Verpacken des Granulats. Dazu gehört auch die gesamte Energie- und Medienversorgung.

Bei Protec Polymer Processing umfasst das Leistungsspektrum beim Materialhandling ebenfalls die Planung und den Bau kompletter Anlagen vom Silo bis zur Verarbeitungsmaschine. Trotz des Blicks aufs Ganze wird die Detailentwicklung nicht vergessen. Auf der K stellt das Unternehmen daher erstmals das gravimetrische Batch-Dosiersystem Somos BB 500 vor – für bis zu vier Komponenten und Durchsätze bis zu 500 kg/h. Das Gerät wird direkt auf den Materialeinzug der Verarbeitungsmaschine – oder auf ein Gestell neben der Maschine – montiert und lässt sich mit den Saugfördergeräten zum automatischen Befüllen der Materialvorlagebehälter ausrüsten.

Silobau in neuen Dimensionen

Erst vor wenigen Jahren revolutionierte Zeppelin Systems den Silobau mit einem innovativen Konzept, bei dem die Silos nicht mehr geschweißt, sondern vor Ort verschraubt werden. Mit den Bolt-Tec-Silos lassen sich die Logistikkosten um 30 % senken. Hierfür werden einzelne Silosegmente in einem Standard-Container angeliefert und dann vor Ort verschraubt. Die Frachtkosten für 40-Zoll-Container liegen erheblich unter den normalerweise entstehenden Transportkosten. Davon profitieren vor allem Standorte in abgelegenen Gegenden, wo die vorhandene Infrastruktur schlecht ist.

Hier waren die Transportkosten für herkömmliche Silos oft nur mit aufwändigen Schwertransporten zu meistern und entsprechend kostenintensiv. Lag die Grenze für ein solches Schraubsilo bisher bei einem Volumen von 500 m3, gelang den Entwicklern bei Zeppelin Systems nun ein gewaltiger Sprung: Nun lassen sich auch Silos mit einem Fassungsvermögen von 1000 m3 auf diese Weise herstellen. Weltweit wird damit das Bolt-Tec-Silo zum Standardsilo für granuläre Produkte.

Ähnlich visionär gilt das neue Konzept für die Schüttguförderung von Zeppelin System. Gemeinsam mit dem Partner Doppelmayr stellt sich das Friedrichshafener Unternehmen der Frage, wie die herkömmliche optimale und effiziente Schüttgutförderung aussieht, wenn beispielsweise Produktion und Hafen zu weit auseinanderliegen und ein pneumatischer Transport nicht mehr möglich ist? Die Lösung könnte in einem Seilbahnkonzept bestehen. In Düsseldorf zeigt Zeppelin Systems, dass die Idee bereits aus dem Konzeptstadium herausgewachsen ist.

Flexible Lagerung

Ebenfalls ein schönes Beispiel, dass sich Flexibilität und Effizienz nicht ausschließen müssen, zeigt die Umstellung von einer personalintensiven Materialversorgung auf eine automatisierte Silolösung beim Unternehmen Heinrich Axmann. Dies hat sich für Flex-Silos von A.B.S. Silo- und Förderanlagen entschieden. Ausschlaggebend waren zum einen die aus flexiblem Polyestergewebe genau auf den Bedarf hin zugeschnittenen Flex-Silos des Anbieters. Zum anderen konnte A.B.S. ein geschlossenes Lagerkonzept von der Entwicklung über die Planung und Konstruktion bis zur fachmännischen Montage und Inbetriebnahme vorlegen.

Das Unternehmen stellte somit den kompletten Service aus einer Hand sicher. Die jetzt installierte Lösung besteht aus insgesamt vier flexiblen Silos mit einem Fassungsvermögen von jeweils 27,6 t. Zu den Vorteilen dieser Silotechnologie zählt ihr quadratischer Querschnitt, der eine im Vergleich zu Rundsilos erheblich bessere Raumausnutzung erlaubt. Die aus unbeschichtetem, elektrisch ableitfähigem Polyestergewebe exakt nach Maß hergestellten Silos sind in stabilen, ebenfalls auf die Anwendung hin ausgelegten Stahlgestellen aufgehängt.

Die Gestelle stehen auf Wägezellen, so dass der Steuerung jederzeit Informationen über den aktuellen Füllzustand vorliegen. Dem zusätzlichen Schutz gegen versehentliche Überfüllung dient ein elektrischer Sensor als Vollmelder. Die Granulat-Entnahme wird vollautomatisch über Absaugkästen vorgenommen. Bedienung und Überwachung erfolgen zentral über eine Steuerung mit Touch-Panel und PC-Bedienprogramm.

Blue Competence auf der K 2013

Ein Trend auf der K 2013 ist das Thema Energiesparen, schließlich entsteht in der Kunststoffverarbeitung bereits im Prozess sehr viel Abwärme. Die Aufgabe besteht also darin, einen Prozess in einem thermischen Gleichgewicht zu halten. Sowohl Spritzguss- aber auch Extruderhersteller suchen daher nach neuen Wegen, die Energiekosten zu senken. Zur Fakuma im vergangenen Jahr präsentierten sich die Hersteller von Kunststoff- und Gummimaschinen erstmalig unter der Flagge von Blue Competence. Mittlerweile sind 55 Unternehmen der Energiespar-Initiative des VDMA beigetreten.

Was für die Kunststoffmaschinenhersteller gilt, zeigt sich auch bei den Ausrüstern. Vielfach bieten sie z.B. entsprechende Trockner, die speziell die Abwärme der Nachfolgeeinrichtungen nutzen. Auch Azo zeigt zusammen mit dem Extruderhersteller Leistritz auf dem Messestand, wie dies in der Praxis aussehen kann. Dazu gehören etwa kontinuierliche, gravimetrische Dosiersysteme mit einer Azocont-Steuerung oder die Containertechnik Azo Shuttledos.

Mehrere Funktionen auf einmal

Selbst Mischer übernehmen nicht mehr nur eine Aufgabe, sondern sind mittlerweile in einem sehr breiten Einsatzbereich unterwegs, wie MTI-Mischtechnik dies mit den Maschinenserien Uni tec und MTI Eco plus-line zeigt. Als vertikal arbeitende Systeme eignen sich die Uni tec-Universalmischer u.a. zur Homogenisierung von Rohstoffen unterschiedlichster Eigenschaften, übernehmen aber auch komplexe verfahrenstechnische Abläufe, die beispielsweise zum Trocknen oder Granulieren bestimmter Stoffe erforderlich sind. So kann ein einziger Mischer oft mehrere Prozessschritte, für die bisher unterschiedliche Apparate erforderlich waren, kostengünstig zusammenfassen.

Eine Vielfalt optionaler Ausstattungen ermöglicht dabei anwendungsorientiert maßgeschneiderte Konfigurationen, die zuvor im unternehmenseigenen Entwicklungszentrum optimal aufeinander abgestimmt werden. Vent tec ist eine Mischeraspiration der neuesten Generation, bei dessen Entwicklung MTI besonderen Wert auf die Steigerung der Entfeuchtungsleistung unter konstanten Produktionsbedingungen gelegt hat. Das System passt sich dazu automatisch an die unterschiedlichen Prozessphasen während des Mischens an.

Filter für saubere Lösungen

Ob bei der Rohstoffherstellung, sowie bei allen weiterführenden Verfahrensschritten, wie Mischen, Granulieren, Zuführen, Fördern, Silieren, Mahlen, Laserbearbeiten bis hin zum Recycling von Kunststoffen sind Filter unabdingbar. Die Herding-Baureihen für Volumenströme von wenigen 100 bis zu 400 000 m³/h decken dezentrale sowie zentrale Filtrationsanforderungen ab. Herzstück ist der eigens entwickelte und produzierte, effektiv abreinigbare Herding-Sinterlamellenfilter, welcher auf dem Prinzip der reinen Oberflächenfiltration arbeitet. Dieser lässt sich in Hinblick auf Standzeit, Effizienz und Haltbarkeit optimal auslegen. Konstanter Druckverlust, gleichbleibendes Absaugvolumen und sehr lange Standzeiten sind die Merkmale dieser Technologie.

Ein besonderes Augenmerk gilt der Sicherheitstechnik sowie dem Atex-konformen, sekundären Explosionsschutz, dem konstruktiven Explosionsschutz und dem Schutz der Anlagenperipherie. Auch hier wird die Produktpalette durch zahlreiche Peripherietechnologien, wie automatisches Precoating für adhäsive Pulver, vielfache Varianten des Partikelaustrags und deren Entsorgung, sowie projektspezifische Lösungen ergänzt.

Fazit

Die Bandbreite der Entwicklungen zeigt, dass ein Gerät alleine nicht mehr ausreicht, um effizient und flexibel eine Kunststoffproduktion zu gestalten. Vielmehr kommt es darauf an, intelligente Lösungen zu entwickeln, die durchaus über den Tellerrand schauen dürfen. Vor allem beim Aspekt der Energieeinsparung sind partnerschaftliche Lösungen gefragt. Nur so können Kunststoffhersteller heute auf dem internationalen Markt bestehen.

Folgende im Beitrag genannte Unternehmen stellen auf der K aus:

ABS: Halle 13, Stand D29

Azo: Halle 09, Stand C42

Coperion: Halle 14, Stand B03

Herding: Halle 12, B49

Motan: Halle 9, Stand B 24

MTI-Mischtechnik: Halle 9, Stand B22a

Pro Tec Polymer Processing: Halle 9, Stand D60

Zeppelin: Halle 9, Stand B41

* Die Autorin ist freie Mitarbeiterin bei PROCESS. E-Mail-Kontakt: redaktion@process.de

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