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Für Weißes und Buntes

Vollautomatische Zufuhr von Titandioxid und anderen Komponenten in der Farb- und Lackproduktion
Für Weißes und Buntes

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Das umfangreiche und vielseitige Rohstoffspektrum macht die Entwicklung von Automatisierungslösungen für die Lackherstellung zu einer besonderen Herausforderung. Um das Bedienpersonal zu entlasten, ist vor allem die Automatisierung der Trockenstoffzuführung gefragt. Für das Handling wichtiger Komponenten, unter anderem auch von Titandioxid, stellt AZO Lösungen und Systeme bereit, die die sichere, exakte und effektive Beschickung von Dissolverprozessen ermöglichen.

Dipl.-Ing. (FH) Helmut Kaiser, Dipl.-Ing. (BA) Karl Horinger

Titandioxid ist neben den Füllstoffen eine der wichtigsten Komponenten in der Farben- und Lackindustrie. Dennoch wird das Pulver überwiegend manuell dem Dissolver zugeführt. Durch die gewachsene Infrastruktur besteht in vielen Fällen wenig Platz und Höhe über den Dissolvern, so-dass es kaum Möglichkeiten gibt, automatische Schüttgutlösungen nachzurüsten. Bei Neuplanungen ist deshalb im Besonderen auf die mögliche Integration der Feststoffe in den automatischen Ablauf zu achten. Unabhängig davon, ob es wasserlösliche oder lösemittelhaltige Farben bzw. Lacke sind, müssen die Trockenstoffe möglichst klumpenfrei und kontinuierlich in den Dissolver gebracht werden. Zudem sind Transparenz und Sicherheit bei der Rohstofflagerung, exakte Reproduzierbarkeit der oftmals umfangreichen Produktpalette und sicheres Handling der Flüssigkomponenten gefordert.
Bei den Trockenkomponenten spielt Titandioxid besonders bei Weißlinien mit verschiedenen Nuancen die entscheidende Rolle. Je nach Dissolvergröße beträgt sein Anteil bis zu mehreren Tonnen pro Batch. Diese großen Mengen sollten innerhalb von vordefinierten Zeiträumen prozessoptimiert dem Dissolver zugeführt werden. Die weiteren Additive und Komponenten werden prozessabhängig zu unterschiedlichen Zeitpunkten zudosiert. In diesem Zusammenhang ist der Bedie- nerschutz äußerst wichtig, da einige Rohstoffe im Verdacht stehen, gesundheitsgefährdend zu sein. Ob die Beschickung per Saug- bzw. Druckförderung sinnvoll ist, kann nicht pauschal beantwortet werden, sondern obliegt der Erfahrung des Anlagenbauers, der für die jeweilige Situation die richtige pneumatische Fördertechnik einsetzt.
Saugwiegesysteme zur Dissolverbeschickung
AZO-Saugwiegesysteme sind äußerst vielseitig einsetzbar. Das Prinzip funktioniert wie folgt: Ein Behälter, der als Förderwaage ausgebildet ist, wird mittels Vakuumpumpen, Ringgebläse oder Drehkolbengebläse unter Unterdruck gesetzt. Dieser setzt sich über die Förderleitung fort bis zur Produktaufgabestelle, meistens Silos oder Big-Bags. Dadurch werden die einzelnen Komponenten staubfrei in die Förderleitung eingesaugt und zur Förderwaage transportiert. Dort wird das Produkt mittels Filter von der Förderluft getrennt. Das Produkt bleibt im Wiegebehälter zurück. Bei Bedarf lässt sich das in der Förderwaage bereitstehende Titandioxid negativ über die Dosierschnecke in den nachfolgenden Dissolverprozess dosieren. Dabei ist zu beachten, dass die Förderung von Titandioxid spezielle Förderleitungen erfordert, da sich Titandioxid gern an der Rohrinnenwand aufbaut und dadurch langsam den Rohrquerschnitt verringert. Dies führt zu einem erhöhten Leitungswiderstand und damit zu einer sinkenden Förderleistung.
Weiterentwicklungen für das Titandioxid-Handling
Für das Handling von Titandioxid stehen zwei Möglichkeit zur Verfügung. Eine Variante ist der Einsatz eines Dissolvers mit Wiegeeinrichtung. Titandioxid bzw. Füllstoffe werden mit Silofahrzeugen angeliefert, in Außensilos eingelagert und über Austragshilfen in Verbindung mit Dosierschnecken in spezielle Aufgabetrichter und dann in die eigentliche Förderleitung eingeschleust. Mittels Druckförderung gelangen die Trockenstoffe in einen Zyklon über dem Dissolver und werden von dort kontinuierlich über Zellenradschleusen dem Dissolverprozess zugeleitet. Die Abluft wird zurückgeführt. Vorteil dieses Konzeptes ist die geringe Bauhöhe über dem Dissolver.
Bei der zweiten Variante, dem Dissolver ohne Wägeeinrichtung, werden Titandioxid und Füllstoffe aus den Außensilos in eine Behälterwaage dosiert und aus dieser per Druckförderung kontinuierlich entnommen. Sie gelangen dann ebenfalls in einen Zyklon, der kontinuierlich in den Dissolver austrägt. Das nicht abgeschiedene Produkt am Zyklon wird wieder über die Reinluftleitung in den Wiegebehälter gefördert. So ist sichergestellt, dass auch Dissolver, die nicht auf Wiegesystemen stehen, mit hochgenau gewogenen Chargen beschickt werden. Da es sich beim Einschleusen in den Dissolver um Zone 1, also Gaszone handeln kann, sind besondere Sicherheits- und Vorsichtsmaßnahmen zu treffen.
Zufuhr von Kleinmengen
Für die Zuführung von Kleinmengen, beispielsweise von Additiven, Emulgatoren, Stabilisatoren, Mattierungsmitteln und Ähnlichem haben sich Dositainer-Systeme als besonders vorteilhaft erwiesen. Hierbei handelt es sich um spezielle Container, die bereits mit einer Austrags- und Dosierschnecke versehen sind. Das System basiert auf dem sogenannten Componenter, der das vollautomatische Einwiegen in die Dositainer übernimmt. Die Dositainer werden auf einer Bodenwaage stehend unter den entsprechenden Dosierstellen mit den Komponenten durchgeführt. Dort wird laut Rezept die exakte Menge eindosiert und gleichzeitig gewogen. Am Ende dieses Batch-Bereitstellungsprozesses sind die richtigen Komponenten in der richtigen Menge in dem Dositainer, der gleichzeitig auch Batchcontainer ist. Nachdem alle Komponenten im Dositainer in richtiger Menge enthalten sind, wird dieser auf eine Entleerstation aufgesetzt, die sich über dem Dissolver befindet. Entsprechend der Rezeptur werden dann die Kleinmengen aus dem Dositainer heraus dosiert und so dem Mischprozess/Dissolver übergeben.
Kontaminationsfrei wechseln
Der Dositainer wird auf die Containeraufgabestation über dem Dissolver mit dem Gabelstapler aufgesetzt. Da viele der Rohstoffe schwer fließend sind, ist eine Austragsunterstützung erforderlich. Ein automatisches Identifikationssystem schließt Verwechselungen aus. Die Andockung der Dosierschnecke erfolgt staubfrei über die patentierte Andockmanschette. Der Antrieb für die Dosierschnecke mit Reibrad ist in der Containeraufgabestation fest installiert und geht beim Aufsetzen des Containers eine Verbindung ein. Durch die zusätzliche Vibrationsunterstützung werden selbst schwer fließende Schüttgüter sicher ausgetragen und eine gleichmäßige Füllung der Dosierschnecke gewährleistet. Über die regelbare Schnecke kann man verschiedene Dosierleistungen realisieren und damit den Prozess optimal anpassen. Die pneumatisch betätigte Verschlusseinrichtung am Schneckenkopf verhindert ein Nachrieseln. Ein weiterer Vorteil dieses Systems ist, dass beim Wechseln ausschließlich der Dositainer abgenommen werden muss. Kontaminiert ist nur der kleine Bereich an der Andockmanschette bzw. Andockung.
Bedienergeführtes Wiegen von Kleinstmengen
Vielfach kommen in der Farben- und Lackindustrie auch Roh- und Zusatzstoffe zum Einsatz, die in sehr kleinen Mengen an der Rezeptur beteiligt sind und zugegeben werden müssen. Für solche Aufgabenstellungen ist der ManDos, ein bedienergeführtes Kleinmengen-Wiegesystem, geradezu prädestiniert. Der Bediener wird über den großen Bildschirm entsprechend geführt, die zu wiegende Kleinkomponente wird angezeigt und muss dann in ein Gefäß auf einer kleinen Plattformwaage gegen null eindosiert und gleichzeitig gewogen werden. Dadurch wird auch bei den Kleinkomponenten, die die Farbherstellung entscheidend beeinflussen, ein Höchstmaß an Sicherheit und Reproduzierbarkeit erreicht. Mit Hilfe einer Barcodeidentifikation kann ein weiterer Sicherheitsgewinn erzielt werden.
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