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Automatisierter Prozess bringt Vorteile

Vakuumförderung aus Schüttgutbehältern
Automatisierter Prozess bringt Vorteile

Mit Vakuumförderern lassen sich nicht nur leicht rieselfähige Schüttgüter, sondern auch brückenbildende, anhaftende oder feucht-klumpige Produkte transportieren wie Flammruß, Titandioxid, Aluminiumhydroxid oder Zinkoxid. Volkmann hat ein automatisches Fassentleerungsystem mit einem Vakuumförderer entwickelt, mit dem sich auch nahezu alle Produkte zuverlässig und schonend fördern lassen. Ausgerüstet mit Wägezellen, erlaubt es zudem das genaue Einbringen von Rezepturen in Behälter.

Grundsätzlich kann das zu fördernde Schüttgut mit einem Vakuumfördersystem entweder manuell oder automatisch in die Vakuumtransportleitung eingeschleust werden. Fällt beispielsweise an einer Taumelsiebmaschine der rückzuförderndende Grobkornanteil seitlich aus dem Austrag heraus, kann hier einfach ein Aufgabeschuh angeschlossen werden. Aus diesem wird dann mit einem Vakuumförderer automatisch die anfallende Produktmenge über einen Feeding-Rohrbogen abgesaugt. Der Feeding-Rohrbogen erlaubt die stufenlos regelbare Sekundärluftzufuhr und damit die Wahl des gewünschten bzw. vorgeschriebenen Zustands in der Förderleitung (Flug-, Strähnen- oder Pfropfenförderung). Mitunter befindet sich am Aufgabetrichter noch ein Füllstandsensor, sodass der Vakuumförderer nur bei tatsächlich vorhandenem Produkt in Betrieb ist, wodurch der Energiebedarf minimiert wird. Infolgedessen ergibt sich ein autark arbeitendes Vakuumfördersystem, das keinen bedienerseitigen Eingriff erfordert.

Manuell unterstützte Entleerung
Völlig anders liegt der Fall hingegen, wenn beispielsweise ein Mischer mit unterschiedlichen pulverigen Feststoffen, die sich auch noch in den verschiedensten Gebindeformen befinden, beschickt werden soll. Häufig sind gerade diese Pulver aufgrund der geringen Mengen oder aus anderen Gründen nicht in Big Bags erhältlich. Die Vakuumfördertechnik bietet hier die Möglichkeit der manuellen Absaugung direkt aus den Behältern mittels Sauglanzen. Dabei wird ein Förderrohr von dem Bediener direkt in das jeweilige Gefäß getaucht. Über eine verstellbare Feeding-Regelung ist dann, ebenso wie beim automatischen Absaugen, die zur pneumatischen Förderung nötige Sekundärluft zuführbar.
Für die Absaugung aus Säcken oder Gebinden mit Inlinern stehen spezielle Doppelrohrsauglanzen zur Verfügung. Damit ist die Gefahr, dass der Sack selbst mit eingesaugt wird, beseitigt, da die Sekundärluftströmung nicht durch das Produkt, sondern über den Doppelrohrspalt geleitet wird. Bei stark hygroskopischen Pulvern kann anstelle von Umgebungsluft auch konditionierte Luft als Trägermedium für die Förderung eingesetzt werden. Falls beispielsweise lösemittelfeuchte Pulver zu fördern sind, kann in diesem Fall schon an der Sauglanze die Förderluft durch ein Inertgas ersetzt werden.
Bei sehr leicht rieselfähigen Pulvern und Granulaten genügt es häufig, die Sauglanze einmalig in das Gebinde einzutauchen. Während der Vakuumförderer die vorhandene Menge abfördert und das Material von alleine nachrieselt, kann sich der Mitarbeiter anderen Tätigkeiten zuwenden. Gerade in der Chemie-, Pharma- und Lebensmittelpraxis zeigen die zu transportierenden Feststoffe jedoch des Öfteren schlechte Rieseleigenschaften, sodass für die Gebindeentleerung eine ständige, auflockernde Bewegung mit der Sauglanze nötig wird. Zur Arbeitserleichterung bei dieser gängigen Verfahrensweise findet eine Balancer-Befestigung Verwendung, die die freischwebende Aufhängung der Sauglanze sicherstellt. Der Bediener muss folglich nicht mehr die komplette Sauglanze heben, sondern nur noch die Hubkräfte zum Lösen des Schüttguts aufbringen. Dadurch ist mit einfachen Mitteln eine ergonomische Arbeitsweise sichergestellt. Zusätzlich kann die Absaugung auf den Punkt gebracht werden, indem das Fass mittels einer Kippvorrichtung schräg gestellt wird. Alternativ gibt es spezielle Adaptertrichter in verschiedenen Größen, die anstelle des ursprünglichen Fassdeckels auf dem Fass befestigt und abgedichtet werden. Dann muss das Fass nur noch leicht angehoben und um 180° gedreht werden, um nachfolgend die automatische Entleerung mittels Vakuum zu ermöglichen.
Automatisierte Gebindeentleerung
Sind alle diese Ansätze aus schüttgutspezifischen oder betrieblichen Gründen nicht realisierbar oder falls der Automatisierungsbedarf noch weitergehend ist, kommt die automatische Fassentleerung zum Einsatz. Damit werden die unterschiedlichsten Klein- oder Großgebinde von oben entleert, ohne dass ein Umfüllen in beispielsweise Aufgabetrichter erforderlich ist. So sind die Mitarbeiter nicht nur von den schweren Hebearbeiten befreit, sondern stehen während der automatischen Fassentleerung für andere produktionsrelevante Tätigkeiten zur Verfügung.
In einer von Volkmann realisierten Anwendung werden beispielsweise übliche 200-l- Chemiefässer zunächst per Rollenbahn zu der Entleervorrichtung transportiert. Von oben fährt dann eine Sauglanze sukzessive in das Gebinde und arbeitet sich saugend durch den Feststoff und entleert damit das Fass. Bei Bedarf wird das Fass oder die Sauglanze zusätzlich in Rotation versetzt. Je nach Kompaktierungsgrad des Pulvers im Fass besteht die Möglichkeit der Fluidisierung mit Druckluft oder einem Intertgas. Über an der Sauglanze befindliche Düsen kann Luft oder Stickstoff eingeblasen werden. Das vorherige Verschließen der Fassöffnung mit einer flexiblen Stulpe garantiert auch hierbei die Staubfreiheit und vermeidet eine Kontamination des Produktes oder der Umgebung. Da der Transport unter Vakuum stattfindet, kann während der Förderung kein Staub nach außen gelangen. Wie die automatische Entleerung steuerungstechnisch in ein Prozessleitsystem zu integrieren ist, muss im Einzelfall geklärt werden. Beispielsweise kann über eine von weitem sichtbare Kontrollleuchte der Mitarbeiter Informationen über den aktuellen Zustand der Fassentleerung erhalten, damit rechtzeitig der Gebindewechsel erfolgt.
Bei der automatischen Fassentleerung ist eine leichte Zerleg- und Reinigbarkeit der Vakuumförderer gegeben und alle produktberührenden Teile sind aus Edelstahl oder FDA-zugelassenen Kunststoffen gefertigt. Zusätzlich kann die Entleervorrichtung auch an verschiedenen Stellen in der Produktion eingesetzt werden, da sie optional mit einem fahrbaren Untergestell gefertigt wird. Eine Investition in die automatische Gebindeentleerung ist mit den Gesamtaufwendungen für eine manuelle, konventionelle Absaugung zu vergleichen. Neben den jeweiligen Gebindegrößen, den unterschiedlichen Gebindeformen, der Beschickungszeit und -häufigkeit, den Verwendungsorten usw. spielen die örtlichen Sicherheitsvorschriften und das Lohnniveau eine Rolle. Vakuumförderer werden auch zur Befüllung von Fässern oder Containern eingesetzt. Bei der Einwaage von Rohstoffen wird dann das Zielgebinde verwogen.
Empfindliche Schüttgüter fördern
Speziell modifizierte Vakuumförderer sind in der Lage, Tabletten, Kapseln, Hohlkörper und Dragees zerstörungsfrei zu fördern und werden beispielsweise zur Beschickung von Verpackungsmaschinen eingesetzt. Werden Gebinde per Sauglanze entleert, besteht die Gefahr, dass der Mitarbeiter durch das Sauglanzenhandling unbeabsichtigt Tabletten zerstört. Das Problem wurde bei einem bedeutenden internationalen Pharmahersteller durch den Einsatz einer automatischen Fassentleerung gelöst. Die Sauglanzenführung ist dabei so gesteuert, dass immer nur von der Produktoberfläche abgesaugt wird und damit das empfindliche Schüttgut nicht mechanisch beansprucht wird.
Auch beim Handling hochdosierter Wirkstoffe, toxischer Chemikalien oder Explosivstoffe ist es in der Regel nicht erwünscht, dass während der Gebindeentleerung fortwährend ein Mitarbeiter anwesend ist. Deswegen wird in diesen Fällen die automatische Fassentleerung branchenübergreifend eingesetzt, um einen mannlosen Betrieb zu gewährleisten.
Einbringen von Rezepturen
Die automatische Fassentleerung arbeitet in Verbindung mit einem Vakuumförderer. In einer weiteren Ausbaustufe kann der Vakuumförderer zusätzlich mit Wägezellen ausgerüstet werden. Es wird also gefördert und gleichzeitig verwogen (Conweigh). Eine Anwendung ist das genaue Einbringen von Rezepturen in Mischer. Gegenüber konventionellen Förderschnecken haben Vakuumförderer den Vorteil, dass je nach Schüttguteigenschaft, ein rückstandsarmer bis rückstandsfreier Transport der Ingredienzen möglich ist. Das heißt, dass die Förderleitung nach dem eigentlichen Beschickungsvorgang wieder komplett leergesaugt werden kann, damit auch wirklich die gewünschte Gesamtmenge im Mischer ankommt und damit die rezepturrelevanten Komponenten gewichtsmäßig differenziert werden können. Sollten Restmengen schwerer Pulveranteile trotz Leersaugtakt in der Rohrleitung verbleiben, kommt der sogenannte Vakuumschock zur Anwendung. Hierbei evakuiert man zunächst durch Schließen eines Ventils am Beginn der Saugleitung das gesamte Fördersystem inklusive Förderleitung. Dabei ist der Multijector-Vakuumförderer in der Lage, ein Endvakuum von bis zu 90 mbar absolut aufzubauen. Wird anschließend das Ventil am Beginn der Saugleitung schnell geöffnet, reißt der schlagartig frei werdende Luftstrom die Restmengen mit. Gelegentlich werden Molche eingesetzt oder bei WIP/CIP-Prozessen wird die Förderleitung gleich mit gespült. Im Volkmann-Technikum stehen alle beschriebenen Powder-Handling-Lösungen zu Demonstrations- und Versuchszwecken zur Verfügung. Zusätzlich können diese Tests auch vor Ort unter Produktionsbedingungen stattfinden.
Halle 4, Stand C15

Thomas Ramme
Vertriebsleiter,Volkmann
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