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Verfahrenstechnik 6/2016

Verfahrenstechnik 6/2016

50 JAHRE

50 JAHRE VERFAHRENSTECHNIK I SERIE Vom Werkstoff Holz zu Industrie 4.0 50 Jahre Schüttgutprozesse im Wandel – Batch-, Konti- und Hybridsysteme 5J AHRE Walter Sonntag Die meisten der führenden Schüttgutanlagen-Hersteller haben ihren Ursprung im Mühlenbau. Aus diesem Bereich kommen auch die Grundfunktionen der Verfahrenstechnik wie z. B. Lagern, Fördern, Mahlen, Sieben, Dosieren, Wiegen, Mischen, Abfüllen und Verpacken. Zu Beginn der Entwicklung wurde Holz mit Metallteilen kombiniert. Heute sorgen Hightech-Werkstoffe und Automatisierungslösungen für optimierte Prozesse. In den 50er-Jahren dominierten Silos und einfache mechanische Förderschnecken aus Holz, die dann später durch Metallausführungen abgelöst wurden. Zuerst aus lackiertem Baustahl, gefolgt von Ausführungen in Chrom-Nickel-Stahl. Die ersten Branchen, die das Schüttguthandling automatisierten, waren Mühlenbetriebe, Bäckereien Autor: Walter Sonntag, freier Fachjournalist, Osterburken und Brotfabriken, dann kamen immer mehr Branchen aus den Bereichen Nahrung, Kunststoffe, Chemie und Pharmazie hinzu. Mechanische Fördersysteme, wie zum Beispiel Senkrecht- und Waagrecht-Schneckenförderer sowie Schrägschnecken wurden durch Ventilatoren-Förderungen (Vorläufer der heutigen pneumatischen Saugförderung) und durch Druckförderungen ersetzt. Mechanische Förderschnecken werden bis heute für Dosieraufgaben eingesetzt. Mittlerweile gibt es für den Transport von Schüttgut spezielle pneumatische Fördersysteme, die sowohl im Saug- als auch im Druck bereich extrem schonend, entmischungsarm und energieeffizient arbeiten. In der nachfolgenden Zeitreise, gehen wir aus Sicht von Azo Osterburken auf Technologien und Branchen ein, bei denen die Beschickung von Mischprozessen wie zum Beispiel Kneter, Mischer, Dissolver und Extruder eine zentrale Rolle spielen. 10 VERFAHRENSTECHNIK 6/2016

SERIE I 50 JAHRE VERFAHRENSTECHNIK Batchsysteme zur Großmengen-Automation Beim Handling von Großmengen wie z. B. Mehl wurde mit der Automatisierung begonnen, da sich hier die Investitionen aufgrund des hohen Durchsatzes schnell amortisierten. Folgende Grundregel gilt: bei einer Produkt aufgabestelle und mehreren Abgabestellen hat 1966 – 1979 die Druckförderung Vor teile. Bei vielen Aufgabestellen und einer Abgabestelle ist die Saugförderung sinnvoll. Gibt es sowohl viele Aufgabe- als auch Ab gabestellen werden beide Systeme intelligent miteinander kombiniert. Azo setzt seit Mitte der 60er-Jahre verstärkt auf Saugfördersysteme, woraus sich die Saugwiegesysteme entwickelt haben. Anfangs belächelt, sind sie heute Stand der Technik. Durch den horizontalen Materialfluss sind Saugwiegesysteme höhe- sowie platzsparend und bei der Anzahl der zu fördernden Komponenten gibt es fast keine Begrenzung. Kleinkomponenten-Automation mit Prozessleittechnik Nach der Automatisierung der Großmengen erkannten die Verarbeiter von Schüttgütern in den verschiedensten Industrien, dass die Rezepturgüte maßgeblich von Klein- 1980 – 1989 und Kleinstmengen beeinflusst wird. Azo reagierte und entwickelte den Azo Componenter mit intelligenter Steuerungstechnik und komfortabler Prozessvisualisierung in verschiedenen V arianten. Bei der linearen Variante sind die Vor rats behälter in einer Reihe angeordnet. Dadurch ist es möglich, sehr viele Komponenten additiv in ein unter den Dosierstellen durchfahrendes Sammelgefäß zu wiegen. Die Chargenhäufigkeit liegt bei zehn Chargen pro Stunde. Dieses System kann in der Nahrungsmittel- und Kunststoffindustrie sowie in der Chemie eingesetzt werden. Gilt es, eine Vermischung der einzelnen Chargen zu vermeiden, kann ein Container auf einer fahr baren Waage eingesetzt werden. Typische Branchen sind hier die Pharmaindustrie, die Hersteller von Nahrungsergänzungsmitteln und auch die Kunststoffindustrie, wo Mischungen aus Kunststoffadditiven grammgenau zusam mengestellt werden müssen. Containersysteme mit fahrerlosen Transportfahrzeugen Wenn die Abgabestellen nicht linear angeordnet sind, ist der 1990 – 1999 Azo Componenter mit fahrerlosen Transportfahrzeugen eine interessante Variante. Dieses System bietet eine optimale Chargentrennung und einen hohen Automatisierungsgrad. In teressante Einsatzfälle dieser Technik gibt es in der Pharmaindustrie sowohl bei der Solida- als auch der Liquida- Herstellung sowie in der Gewürzindustrie. Kontinuierliche Systeme für Kleinstkomponenten Bei einer Monoproduktion war es schon immer das Ziel, einen stabilen Kontiprozess mit entsprechender Steuerungsintelligenz und Integration der Kleinstkomponenten zu realisieren. Der Einfahraufwand einer solchen Anlage ist zwar höher als bei Batchsystemen, doch einmal angefahren, läuft der Prozess konstant und stabil ohne hohen Personaleinsatz. Interessante kontinuierliche Materialzuführsysteme wurden z. B. im Bereich der Milchpulverherstel lung und der Beschickung von kontinuierlichen Mi schern rea­ 2000 – 2009 lisiert. Einen ganz entscheidenden Einfluss hat hier die Steuerungstechnik, da viele Parameter beim Beschickungsprozess berücksich tigt werden müssen. Hybridsysteme – intelligente Kombination Die Anforderungen an Materialzuführanlagen werden immer komplexer, daher ist es von Vorteil, wenn der Anlagenanbieter über ein großes Repertoire an Systemen und die dazugehörige Steuerungstechnik verfügt. Als wichtigste Batchsysteme seien hier die Saugwiege- und Containersysteme genannt, die je 2010 – 2016 nach Anforderung auch kombiniert werden. Hinzu kommt die au to matische Beschickung von Kontiprozessen zum Beispiel Ex truder. Diese bestehen oft aus Hybrid ­ systemen, in denen Vormischungen batchweise hergestellt und dann dem weiteren Prozess kontinuierlich zugeführt werden. Die vorstehend aufgeführten, komplexen Investitionen stellen große Herausforderungen an die Prozess-IT dar. Aussagekräftige Kennzahlen und die Lokalisierung von Schwachstellen in der Produktion zur Prozessoptimierung werden immer mehr gefragt. Es wird spannend, wie sich Industrie 4.0 auswirkt. www.azo.com Neu für den Leistungsbereich 0,37 - 22 kW VLT® Midi Drive FC 280 Passt sich Ihrer Anwendung an flexibel, kommunikativ, benutzerfreundlich • Regelalgorithmus für Asynchron- und PM-Motoren • 5 Feldbus-Schnittstellen • Integrierte Sicherheitsfunktion, zweikanaliger STO, SIL 2, PLd Besuchen Sie uns auf der IFAT 2016 in Halle A6, Stand 328 Weitere Informationen finden Sie unter: www.danfoss.de/drives Danfoss GmbH Tel. +49 699 753 3044, E-mail: cs@danfoss.de

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