Ist von modularen Systemen die Rede, wird die Automobilindustrie oft und zu Recht als Vorbild zitiert und in der Softwareentwicklung gehört der Gebrauch von Modulen heute zu den bevorzugten Methoden. Mit dem modularen Frewitt-System können auf einer Basismaschine drei einfach auswechselbare Mahlköpfe für drei verschiedene Mahlprozesse zur Zerkleinerung, Kontrollsiebung oder Feinmahlung von Pulvern und Granulaten eingesetzt werden.
Die ersten Lösungsansätze hin zu einem modularen System waren bei Frewitt vor sechs Jahren nach der Lancierung der konischen Siebmühle Coniwitt klar sichtbar: Auf derselben Maschine konnte der Mühlenkopf der Coniwitt-150, die für einen Durchsatz von max. 1500 kg/h ausgelegt ist, gegen einen Mühlenkopf der Coniwitt-200 mit maximalem Durchsatz von 2200 kg/h einfach ausgewechselt werden, ohne die Implementierungen des Systems dabei verändern zu müssen. Seit diesem ersten Ansatz wurde in der Entwicklungsabteilung intensiv an einem modularen System gearbeitet, das nicht nur die konische Zerkleinerung von Pulvern und Granulaten, sondern auch das Kontrollsieben und Feinvermahlen in einer Maschine vereinen sollte.
Im Klartext ging es darum, die konische Siebmühle mit drehendem Rotor mittlerer Drehzahlen einschließlich der zylindrischen Siebmühle mit drehendem Stator geringer Drehzahlen und der Hammermühle hoher Drehzahlen in ein modulares System zu packen. Als Schnittstelle wurde der Antriebsarm definiert, der das ganze Antriebs- und Steuersystem mit dem Mahlsystem mechanisch und elektrisch verbindet. Das Konzept der Steuerung und Bedieneroberfläche wurde kom-plett überarbeitet, um den Automatisie-rungsgrad erhöhen und die SPS der Siebmühle in übergeordnete Systeme integrieren zu können. Die praxisbewährte Funktionsweise der drei Mahlverfahren wurde nicht angetastet, das Design vor allem der Hammermühle erfuhr jedoch einige Neuerungen. Dazu gehören Monoblockgehäuse, innenliegende Kabel und Sicherheitsabfrage.
Die Module
Die Coniwitt ist eine Siebmühle in CIP-Ausführung. Sie kann zum Desagglomerieren und Vermahlen von Trocken- und Nasspulvern benutzt werden. Der Partikelgrößenbereich liegt zwischen 5 cm und 150 µm. Der Rotor ist mit runden oder eckigen Armen ausstattbar, und es können Siebe mit runden oder eckigen Öffnungen oder Raspeln eingesetzt werden. Das Down-driven-Konzept der Coniwitt sorgt für einen unbehinderten Produktfluss und das modulare Konzept erleichtert die Integration in eine Gesamtanlage.
Die Hammermühle Hammerwitt ist für höhere Drehzahlen und kleinere Partikelgrößen von 2 cm bis 30 µm ausgelegt, hat einen einseitig gelagerten Rotor, der auf die Schlagseite (Hammer) oder Schnittseite (Messer) gedreht werden kann. Die einseitige Lagerung des Rotors sorgt dafür, dass sich das Produkt nur gering erwärmen kann. Mit der Messerseite des Rotors lassen sich faserige und mit der Schlagseite harte und kristalline Produkte vermahlen.
Hauptmerkmal und Hauptvorteil der Turbowitt ist die rotierende Siebtrommel. Die auf das Sieb einwirkenden Fliehkräfte und die beiden festmontierten Statorarme befördern das Produkt schonend durch die Sieböffnungen, was einerseits die Brückenbildung des Mahlguts verhindert und andererseits die Erwärmung des Produkts auf ein Minimum reduziert. Der erzielbare Partikelgrößenbereich liegt bei 1 cm bis 150 µm.
Hohe Flexibilität
Dank den drei einfach auswechselbaren Mühlenköpfe ist eine Kundenanlage schnell auf eine neue Produktion umgerüstet. Auf kleinstem Raum können drei verschiedene Mahlverfahren zur Zerkleinerung, Kontrollsiebung oder Feinvermahlung von Pulvern und Granulaten benutzt werden. Dieses modular aufgebaute System ist nicht nur funktional, sondern auch äußerst kostenwirksam. Hat früher ein Kunde in drei Mühlen investieren müssen, kauft er heute ein Antriebs- und Steuersys-tem für drei verschiedene Prozesse. Schnellere Produktzyklen, einfache Montage/Demontage von Sieb und Rotor, erhöhte Prozesssicherheit, geringer Wartungsaufwand und einfacher Scale-up von Labor- auf Produktionschargen sind weitere Vorteile der modularen Bauweise.
Frewitt’s original modular system was introduced six years ago following the launch of the Coniwitt conical sieve mill: it enabled the milling head of the Coniwitt-150, which is de- signed for a maximum throughput of 1500 kg/h, to be exchanged for a Coniwitt-200 head with a throughput of up to 2200 kg/h on one and the same machine in a few simple steps without having to re-implement the system. Ever since the idea was first mooted, the R&D department has invested considerable time and effort in the development of a mod-ular system that unites not only conical sieve milling of powdery and granular products but also cylindrical sieve and hammer milling in a single equipment unit.
In short, this meant packing the conical sieve mill, featuring a rotating rotor for the mid-speed range, into a modular system together with the cylindrical sieve mill, which has a rotating stator for low speeds, and the high-speed hammer mill. The drive arm, which forms the mechanical and electrical connec- tion between the entire drive and control system and the milling system, was defined as the interface. The control and user interface concept was completely revamped to increase the degree of automation and allow the sieve mill’s PLC to be integrated into higher-level systems. The proven functionality of the three milling processes was not touched at all, although the design of the hammer mill in particular received a few modifications such as a monobloc housing, inside cables, and a confirmation prompt.
The modules
The Coniwitt is a sieve mill with a CIP design for deagglomerating and milling dry or wet powders. Any particle size between 5 cm and 150 µm can be processed. The rotor can be fitted with arms with a round or square cross-section while the sieves can have round or square openings or rasps. The down-driven design of the Coniwitt mills ensures an uninterrupted product flow, and integration into ex- isting overall systems is a simple matter thanks to the modular concept.
The Hammerwitt hammer mill is rated for higher speeds and relatively small particles from 2 cm to 30 µm. The rotor can be turned to either the hammer side or the blade side and has only a single bearing. Mounting on just one bearing means product heating is reduced to a minimum. The rotor blade side mills fibrous materials whereas the hammer side is used to pulverise hard, crystalline products.
The rotating sieve drum is the outstanding feature – and the outstanding advantage – of the Turbowitt. The centrifugal forces acting on the sieve and the two fixed stator arms convey the product gently through the sieve openings without it forming bridges or heating up. Particle sizes between 1 cm and 150 µm are supported.
High flexibility
Existing customer systems can be migrated to the new production concept without any prob-lems owing to the three interchangeable milling heads. Three different milling processes for powdery or granular products – conical sieve, cylindrical sieve and hammer – can now be achieved even when space is restricted. The modular Frewitt System is not only functional, however, but also extremely cost-efficient. Customers who previously had no option but to invest in three separate mills can instead purchase a single drive and control system for three processes. Shorter product cycles, easy installation and removal of the sieve and rotor, more reliable processes, less maintenance and simpler scale-ups from laboratory to pro- duction batches are further key advantages of the modular architecture.
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