Intelligente Mischtechnik

Containermischer erhöhen die Flexibilität

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Besonders bei kleinen Chargen sinkt durch Produktwechsel und Reinigungsvorgänge die Verfügbarkeit eines Mischers. Dabei lassen sich durch die richtige Wahl des Mischertyps Zeit und Produktionskosten sparen. Im Blickpunkt steht dabei der Zeppelin-Containermischer CMQ, der weit mehr kann, als lediglich ein Gemenge herzustellen.

Zeppelin stellt mit Recipure ein Verfahren bereit, das von der einfachen Handmischung bis zur vollautomatisierten Produktion einen sicheren, sortenreinen, flexiblen und effizienten Mischprozess garantiert.
Der Containermischer hat innerhalb der Recipure-Anlage eine besondere Rolle inne. Im Gegensatz zu stationären Mischern werden die zu mischenden Materialien vorab gewogen und in den Container (Mischbehälter) gefüllt. Anschließend wird der Behälter zum Mischer bewegt. Der Behälter wird geklemmt, zum Mischkopf angehoben und in Mischposition auf den Kopf gestellt. Nach Beendigung des Mischvorgangs selbst wird der Behälter nach unten geschwenkt und vom Mischer gelöst. Der Container wird weg vom Mischer zu einer separaten Entladestation zur Entleerung der Mischung transportiert. Dies bringt gleich mehrere Vorteile mit sich: Die Produktion ist viel flexibler, die Reinigung schneller, die Umgebung bleibt absolut sauber und es gibt keine Förderwege, die gereinigt werden müssten.

Fokus auf eine schnelle Reinigung

Eine schnelle, einfache und wirkungsvolle Reinigung der Mischanlage ist nicht nur aus Qualitäts- und Hygienesicht unerlässlich. Durch steigende Personalkosten bei der Reinigung und immer striktere Umweltauflagen weltweit sind sowohl die Reinigungszeit als auch der Einsatz von Reinigungsmitteln und das Entsorgen von Schleppverlusten mittlerweile ein wichtiges Kriterium bei Investitionen in neue Mischanlagen.

Der Zeppelin-Containermischer CMQ wurde nun noch einmal optimiert. Dabei stand neben der Qualität beim Mischen und Dispergieren verstärkt die Reinigung im Vordergrund. Typische kontaminierte Bereiche sind das Mischwerkzeug, der Mischkopf, der Mischerständer und die Containerführung und direkte Umgebung des Mischers, die durch Staubaustritt verunreinigt werden kann.

Flacher, ebener Mischkopf

Bei jedem neuen Rezept muss der gesamte Mischer gereinigt werden. Früher waren dies der Mischbehälter, der Deckel und das Mischwerkzeug. Bei einem Containermischer ist ja der Container an sich schon Teil des Mischbehälters. In der Regel werden mehrere Container verwendet, sodass zum einen die fertige Mischung im Container verbleiben kann, bis sie benötigt wird, und zum anderen, dass für unterschiedliche Rezepturen andere Container verwendet werden, die an Stationen außerhalb der eigentlichen Produktion gereinigt werden können.

Bei einem Containermischer bleibt dann die Aufgabe, den Mischkopf zu reinigen. Zeppelin hat nun den Mischkopf als ebene Platte gestaltet. Dadurch ist es möglich, auf extrem einfache Weise bei Rezepturwechsel den Mischkopf zu reinigen, da nur die ebene Platte abgewischt werden muss, und nicht wie bisher ein Behälter aufwendig von innen gereinigt werden muss.

Spezielles Tragflächenprofil

Die Gestaltung des Mischkopfes als ebene Platte ist nur gelungen, indem Zeppelin das Mischwerkzeug so konzipiert hat, das auch in einem zylinderförmigen Mischraum, der von der Platte und dem Container gebildet wird, ein optimales Mischergebnis erreicht wird. Bei dem Containermischer wurde daher ein neuer Weg eingeschlagen und ein Tragflächenprofil-Werkzeug entwickelt, das alle Mischaufgaben erfüllt und viel unkomplizierter in der Reinigung ist. Der tragflügelförmige Mischarm erzeugt zusammen mit den Winglets, die in der Luftfahrt bereits seit vielen Jahren zur Reduktion des Luftwiderstands eingesetzt werden, einen sehr niedrigen Mischwiderstand. Der so verringerte Energieeintrag begrenzt den Temperaturanstieg unter 2 K/min. Dadurch ist eine höhere Werkzeuggeschwindigkeit (bis zu 20 m/s) möglich, was wiederum die Dispergierung erhöht. Es kommt zu einer leichten Saugwirkung ohne hohe Prallkräfte, was gleichzeitig zu einer besseren Mischgüte führt.

Optimiertes Mischwerkzeug

Die hohe Auftriebskraft, die durch die Geometrie des Tragflügels entsteht, ermöglicht einen sehr großen Bodenabstand (bis zu 70 mm), was wiederum eine einfache Reinigung zwischen Werkzeug und Mischkopf ermöglicht. Um das Mischwerkzeug leicht zu reinigen, muss es zudem einfach zu demontieren und frei von scharfen Kanten und Schattenflächen sein. Zunächst einmal sind daher sowohl Werkzeug als auch Container aus Edelstahl und mit einer sehr hohen Oberflächengüte versehen. Außerdem ist das Mischwerkzeug sehr leicht, sodass es für eine gründliche Reinigung sehr schnell ohne Hebewerkzeuge demontiert oder direkt gegen ein gereinigtes Werkzeug ausgetauscht werden kann.

Ferner muss der beim Mischen entstehende Druck auf Wand und Boden gering gehalten werden, damit es zu keinen Ablagerungen am Mischer und zu keinem starken Anstieg der Materialtemperatur kommt. Dazu muss man wissen, dass in Mischern langsam laufende Werkzeuge häufig mit einem oder mehreren schnell laufenden Dispergierwerkzeugen kombiniert werden. Mit den üblichen Werkzeugen wird der Bodenabstand sehr klein gehalten, damit das Material im Mischer gleichmäßig in Form einer Trombe umläuft. Die Folgen sind ein höherer Temperaturanstieg sowie Ablagerungen an Werkzeug und Mischkopf. Dies kommt vor allem bei fetthaltigen Mischungen, wie sie z. B. in Gewürzmischungen vorkommen, zum Tragen. Die Oberflächen sind dann sehr schwer zu reinigen.

Saubere Produktionsbedingungen

Um die Umgebung des Mischers absolut staubfrei zu halten, wurde ein zweistufiges Dichtungskonzept eingeführt. Dabei wird der innere Überdruck vor dem Öffnen des Mischers zunächst abgelassen, bevor der Container von der Mischplatte gelöst wird. Dadurch ist der Prozess insgesamt sehr staubarm.

Dank einer neu gestalteten Containeraufnahme und der Klemmdrehhalterungen kann der Container problemlos zur Mischplatte zentriert werden. Da kein Führungssystem am Boden vorhanden ist, lässt sich dieser schnell und einfach reinigen: Sogar eine Scheuersaugmaschine kann unter dem Mischer hindurch über den Boden bewegt werden. Durch die Einhausung von Energieketten und anderen elektrischen Komponenten lässt sich die gesamte unmittelbare Umgebung des Containermischers leicht reinigen.

Komplexe Mischprozesse meistern

Der Containermischer CMQ kann aber noch mehr: Früher verstanden Anwender unter einem Mischprozess einfach eine Gemengeherstellung. Doch die Aufgaben haben sich verändert – mittlerweile werden in einem Mischer viele weitere Verfahrensschritte durchgeführt, wie etwa das Coaten, das Einarbeiten von Flüssigkeiten, die Herstellung von staubfreien Premixes, das Vermengen von unterschiedlichen Partikelgrößen, das Benetzen oder die Desagglomeration. Auch ein Inertisieren kann nötig sein. Die Containermischer CMQ von Zeppelin sind auch diesen Aufgaben – der Herstellung von funktionalen Mischungen – gewachsen. Dabei sind kleine Ansätze ebenso möglich wie Container mit einem Volumen von 2000 l, die bis zu 1,5 t Schüttgut beinhalten können. Ein Beispiel ist die Herstellung von modifizierter Stärke. Hier werden kleine Mengen an Salzsäure dazugegeben, um die Stoffeigenschaften zu verändern. Mit dem Containermischer kann die Salzsäure gleichmäßig eingebracht und verteilt werden, um so eine optimale Qualität des Gemisches zu erhalten.

Zeppelin Systems, Rödermark


Autor: Guido Veit

Business Unit Manager Plastics & Rubber Plants,

Zeppelin Systems

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