Hersteller von Klebstoff, Sonnencreme und Wandfarbe haben ein gemeinsames Problem: diese Produkte zeichnen sich meist durch eine recht hohe Viskosität aus, die die Herstellung der Produkte sehr kompliziert und aufwendig gestalten kann. Das Ziel ist eine homogene Verteilung aller flüssigen und festen Bestandteile ohne Klumpenbildung. Gleichzeitig ist eine wirtschaftliche Produktion mit möglichst kurzen Produktionszeiten und effizienter Nutzung der Infrastruktur wettbewerbsentscheidend für die Hersteller. Um für diese Ansprüche eine Lösung zu finden, entwickelten die IKA Werke die kompakte und besonders leistungsfähige Misch- und Dispergieranlage XPP. Die Anlage ist für alle Grundoperationen der Misch- und Dispergiertechnik in der Lebensmittel-, Chemie-, Pharma-, Elektronik- und Kosmetikindustrie geeignet. Die XPP ist in sieben Baugrößen von 50 bis 4000 l Fassungsvermögen verfügbar.
Die Hauptkomponenten des Kraftpakets
Die XPP wurde speziell so konstruiert, dass bei möglichst wenig Platzbedarf die maximale Leistung erzielt werden kann. Auf einen minimalen Wartungsaufwand wurde gleichermaßen geachtet. Dafür sprechen unter anderem die niedrige Bauhöhe, die abnehmbaren Verkleidungsbleche und die sehr kompakte Bauweise dieses im wahrsten Sinne des Wortes Kraftpakets. Der direkte Anschluss der integrierten Inline-Mischmaschine CMX unterhalb des Mischbehälters sorgt für eine unmittelbare Additivzufuhr. Die ideal kurzen Rohrleitungen gewährleisten auch flüssigkeitsseitig sehr geringe Druckverluste und somit selbst bei ansteigender Viskosität einen sicheren Betrieb sowie minimale Restmengen. Dadurch kann die XPP über einen sehr weiten Viskositätsbereich hinweg ohne zusätzliche Aggregate wie z. B. Pumpen betrieben werden. Eine klare Konzeption und der Einsatz erprobter Maschinenkomponenten ermöglichen eine einfache Bedienung, kurze Prozesszeiten und eine sehr gute und gleichbleibende Mischqualität. Eine weitere entscheidende Komponente der XPP ist der Ankerrührer mit seiner besonderen Funktion beim Produktaustrag. Zusammen mit den an ihm befindlichen beweglichen Abstreifern sorgt er für die optimale Durchmischung, einen idealen Wärmeübergang zwischen Produkt und Doppelmantel und die Vermeidung von Belagbildung an der Behälterwandung.
Multifunktionales Dispergierwunder
Das funktionale Herz der XPP-Anlage ist die integrierte Inline-Mischmaschine CMX. Sie sorgt für eine hochturbulente Fest-Flüssig-Vermischung. In zweistufiger Ausführung mit Pump- und Dispergierstufe konstruiert, ermöglicht die CMX eine schnelle, homogene Einarbeitung von Additiven in Flüssigkeiten mit Vermeidung von Agglomeraten. Die CMX wird im Rezirkulationsprozess betrieben. Durch die Umwälzung des Behälterinhaltes mit hohem Durchsatz wird ein Unterdruck in der Mischkammer erzeugt, der zum Einsaugen der Additive genutzt wird. Dank des geschlossenen Systems werden Staub- und Lösemittelemissionen vermieden. In Anpassung an das Produkt und das Verfahrensziel können in zwei Dispergierstufen verschiedene Werkzeuge vorgesehen werden. Die Drehzahl der Maschine ist dabei ein weiterer Prozessparameter. Stabile Funktionalität und Förderleistung wird durch die mehrstufige Bauweise somit auch bei ansteigender Viskosität ohne Verwendung von Pumpen garantiert. Die hohe Umwälzleistung der CMX dient sogar als integrierte Fördereinrichtung für die CIP-Reinigungsflüssigkeit, sowie zum Austrag bzw. Transfer des Behälterinhalts.
Hilfreiches Zubehör
Unterschiedliche Industrien haben die vielfältigsten Anforderungen an die Peripherie ihrer Produktionsanlage. Dank einer Reihe von optionalen Zubehörteilen und der Möglichkeit, verschiedene Zufuhrsysteme anzubinden, ist die Misch- und Dispergieranlage XPP universell einsetzbar. Von Big-Bag-Stationen für die automatisierte Zufuhr von großen Feststoffmengen bis zu Sackschütten, einfachen Trichtern und Sauglanzen für den manuellen Betrieb ist alles möglich. Der Deckel der Anlage ist kippbar ausgeführt, um einen einfachen Zugang zum Behälterinneren und zum Rührer zu ermöglichen. Für eine sichere Handhabung der Variante mit Antrieb ist durch eine 2-Hand-Bedienung und ein akustisches Signal gesorgt. Am Deckel selbst befinden sich alle für den Prozess und die Sicherheitseinrichtungen notwendigen Anschlüsse, sowie Schauglas und Leuchte für die Prozessbeobachtung. Eine intuitiv bedienbare Steuerung mit Touchdisplay und im Deckel befindliche CIP-Sprühköpfe zur hoch effizienten Reinigung des Behälterinneren sind weitere hilfreiche Ausstattungsmerkmale. Eine Atex-Ausführung ist ebenso realisierbar wie z. B. spezielle Rührer. Weiterhin kann die XPP-Anlage durch mehrere dem Mischprozess vor- und nachgeschaltete Behälter für Additive und für die Abfüllung ergänzt werden.
Scale-up vom Labor bis zur Produktion
Die Verwendung von gleichen Verfahren und Prozessparametern für Labor und Produktion stellen die Grundlagen für ein sicheres Scaleup dar. Die Technik, die der Misch- und Dispergieranlage XPP zugrunde liegt, ist identisch zur IKA-Pilotanlage magic Plant inline. Sie eignet sich perfekt für die Simulation einer Prozessanlage und kann genauso wie die XPP zur Herstellung von z. B. Emulsionen, Suspensionen und Lösungen verwendet werden. Die Rezepturen, die mit der Pilotanlage in kleinen Chargen kreiert und weiterentwickelt werden, können im gleichen Verfahren dank des einheitlichen Anlagenkonzeptes mittels Scale-up hergestellt werden. Beim Scaledown von der Produktionsanlage XPP zur magic Plant wiederum sind die Auswirkungen von Änderungen der Prozessparameter oder Inhaltsstoffen mit geringem Materialeinsatz und Aufwand einfach zu ermitteln.
IKA-Werke GmbH & Co. KG, Staufen
Autorin: Annabelle Kollmer
Marketing Manager Process Technology,
IKA-Werke
Autor: Ralf Bürgelin
Director Product Management,
IKA-Werke
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