Projektbeschreibungen

Qualität aufs Korn genommen

12/2015
Kategorie:
Siebtechnik Detail

PMMA Polymethylmethacrylat wird als hochwertiger Rohstoff für die Herstellung von unterschiedlichsten Endprodukten weiterverarbeitet, die höchsten Qualitätsanforderungen gerecht werden müssen. Ob beim Einsatz in der Dental- oder Sanitärkeramiktechnik, eine präzise Produktbeschaffenheit ist in fast allen Anwendungsbereichen unabdingbar. Bei der Herstellung des Polymeres haben somit Agglomerate, Überlängen oder Fehlkorn kein Platz. Um einen höchstmöglichen Reinheitsgrad des rieselfähigen Rohstoffes sicherzustellen, werden vor dessen Abfüllung in Verkaufsgebinde eventuelles Fehlkorn, welches nicht dem gewünschten Kornspezifikation entspricht, ausgesiebt. Die Integration der benötigten Siebtechnik in die vorhandene Anlage, aber auch die Siebfähigkeit des Produkts müssen bei der Entwicklung der Maschinenlösung berücksichtigt werden, wie ein Anwendungsbeispiel des Siebtechnik-Experten J. Engelsmann AG zeigt.

Ein weltweit tätiger Produzent der Kunststoffindustrie verfügt über Produktionsanlagen in 25 Ländern der Welt und stellt u.a. für anspruchsvolle Anwendungsbereiche der Dental- und Sanitärkeramik-branche unterschiedliche PMMA-Polymere her, die die sich durch eine konsistente Qualität in engen Spezifikationsgrenzen und hervorragende Rieselfähigkeit auszeichnen.

Bei internen Qualitätskontrollen der Verkaufsware im südhessischen Werk Darmstadt wurden teilweise nicht unerhebliche Schwankungen im Kornspektrum festgestellt. Um den Anteil von Fehlkorn in den verkaufsfertigen Chargen so weit wie möglich zu minimieren und eine gleichbleibende Produktqualität sicherzustellen, entschloss man sich vor der Abfüllung des Polymere-Produkts in die Verkaufsgebinde eine Schutz- bzw. Klassiersiebung vorzuschalten. Eine Überkornabtrennung mit einer Maschenweite von 200 µm sollte gewährleisten, dass unerwünschte Agglomerate und Fehlkorn außerhalb des festgelegten Kornspektrums ausgesiebt werden. Das Gutkorn dagegen, sollte direkt dem Abfüllprozess zugeführt werden. Die Eigenschaften von Kunststoffen in Primärform erschweren jedoch die Siebaufgabe und stellen höchste Ansprüche an den Maschineneinsatz. Zudem musste die Maschinenlösung in die vorhandene Produktionsanlage und an die bauseitig vorhandenen Gegebenheiten eingepasst werden. So sorgen ein dem Siebprozess vorgeschalteter Tellertrockner und der Aufstellort in einer Ecke der Gebäudehalle für beengte Platzverhältnisse.

Gemeinsame Versuchsreihe schafft Klarheit und Vertrauen

Dank der umfangreichen Erfahrungen mit komplexen Siebaufgaben wusste man bei Engelsmann um die Problematik beim Sieben von Kunststoffen. Bei ausgiebigen Tests mit mehrtägigen Versuchsreihen unter Einsatz des Originalprodukts wurden unterschiedliche Siebmaschinentypen aus dem Engelsmann-Portfolio auf die bestehenden Anforderungen abgeprüft. Die Versuche im Engelsmann-Technikum wurden im Beisein des Auftraggebers durchgeführt, so dass dieser mit in den Entscheidungsprozess bei der Auswahl des passenden Maschinentyps eingebunden war. Hierbei erzielte die Langhubsiebmaschine JEL Freischwinger die besten Siebergebnisse, die vom Kunden im firmeneigenen Labor analysiert wurden. Der Technikumsversuch brachte somit nicht nur wichtige Erkenntnisse für die passende Maschinenlösung, sondern er brachte alle Beteiligten die Sicherheit, dass die diese auch im späteren Echtbetrieb unter den gegebenen Bedingungen einwandfrei funktioniert.

Die Langhubsiebmaschine der Typenreihe Freischwinger wurde von Engelsmann speziell für das Sieben von rieselfähigen Schüttgütern konzipiert. Wegen seiner hohen Durchsatzleistung von bis zu 250 t/h und dem besonders produktschonenden Siebvorgang mit einem trennscharfen Aussiebegrad von bis zu 99% wird das Freischwinger-Modell in allen Bereichen der Produktion eingesetzt. Für die spezielle Siebanwendung wurde das Grundmodell der freischwingenden Langhubsiebmaschine mit einem Siebdeck und zwei Siebeinlegern mit einem Maschengewebe von 200 µm und einer Siebfläche von 0,75 m² sowie zwei Ausläufen für das Grobgut mit einem Durchmesser von 100 mm und die Gut- bzw. Feinware mit einem Durchmesser von 150 mm ausgestattet.

Elektrostatische Aufladung erschwert die Siebaufgabe

Das Phänomen der elektrostatischen Aufladung, die insbesondere bei pulver- oder granulatförmigen Kunststoffen auftritt, bringt beim Sieben immer wieder Probleme mit sich. Soll zum Beispiel Staub von Granulatkörnern abgetrennt werden, bleibt dieser in den meisten Fällen durch die elektrostatische Aufladung an den Körnchen haften. Das Problem der elektrostatischen Aufladung lässt sich je nach Anforderung auf zwei Wegen begegnen: Zum einen durch den Einsatz von antistatisch wirkenden Zusätzen oder wie in diesem Fall durch die Verwendung von Ionisatoren. Angeordnet in der Produktzuführung der Maschine beseitigen die Ionisatoren die elektrostatische Aufladung des Produkts zu einem großen Teil vor dem Siebvorgang, so dass das Siebgut nahezu ladungsfrei in die Siebmaschine fällt. Die Ionisatoren erzeugen über einen Hochspannungsgenerator ein elektrisches Feld, welches die Luft um die Ionensprühspitzen in positive und negative Ionen zerlegt. Sobald das aufgeladene Granulat-Produkt das Feld passiert, findet ein Ionenaustausch statt und es wird entladen. Aufgrund der elektrostatischen Aufladung des Kunststoffprodukts wurde die Maschine zusätzlich durchgängig geerdet. Darüber hinaus wurde das Langhubsieb ausgenommen des E-Motors für einen Betrieb in der ATEX Zone 20 (innen) und Zone 22 (außen) ausgelegt.

Permanente Siebabreinigung mit zwei unabhängigen Systemen

Damit sich das Siebgewebe während des Siebvorgangs nicht mit Grenzkorn (Steckkorn) zusetzt, wurden, um die geforderte Durchsatzleistung von bis zu 300 kg pro Stunde zu erreichen, die Spezialsiebmaschine mit zwei Siebabreinigungssystemen ausgestattet, um das Siebgewebe so lang wie möglich offen zu halten. Unterhalb des Siebeinlegers ist ein Kugelabreinigungssystem installiert, dass das Maschengewebe während des Siebvorgangs frei hält. Eine zusätzlich eingebaute Ultraschallabreinigung verfügt über einen ATEX gerechten Ultraschall-Siebgenerator mit Temperatur-beständigkeit von bis zu 80°C sowie zwei Ultraschall-Konvertern mit einer Temperaturbeständigkeit bis 135°C. Sie kann pulsierend oder auch permanent zugeschaltet werden, um die vorgesehene Produktionszeit einzuhalten. Mit einer verstellbaren Siebneigung ausgestattet, kann die Fließgeschwindigkeit des Produkts und somit dessen Verweilzeit auf dem Siebgewebe mit einem veränderten Neigungswinkel des Siebdecks zwischen 1°-3° beeinflusst werden.

Da auf der Siebmaschine zwei verschiedene Kornspezifikationen gesiebt werden, müssen die Siebeinleger mit den unterschiedlichen Maschenweiten nach jedem Siebvorgang gewechselt werden. Um die damit verbundenen Stillstandzeit so kurz wie möglich zu halten ist die Siebmaschine auf Kundenwunsch mit einem aufklappbaren aus Edelstahl gefertigten Deckel mit Schnellspann-verschlüssen und BFM-Stutzen versehen worden, was einen schnellen Zugriff auf die Siebeinleger ermöglicht. Mit der vorhandenen Schnellwechselausführung lassen sich nach dem Öffnen des Deckels mit nur wenigen Handgriffen die genormten, durch Pressleisten arretierten Siebeinleger schnell und einfach wechseln. Der freie Zugang zu den Siebeinlegern und deren einfache Demontage ermöglichen in kurzer Zeit eine rückstandslose Reinigung des Produktraums innerhalb der Maschine.