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Industrielles Sieben fetthaltiger Süsswaren: Produzieren bis zum Anschlag

Steigende Rohstoff- und Energiepreise setzen Hersteller von Süßwaren immer stärker unter Druck. Hohe Anforderungen an Qualität und Hygiene einerseits und der steigende Kostendruck andererseits verlangen eine hohe Prozess-Sicherheit wie auch eine maximal wirtschaftliche Produktion. Wie beim industriellen Sieben fetthaltiger Produkte Wirtschaftlichkeit und Produktivität nachhaltig gesteigert werden können, zeigt ein aktuelles Projekt des Ludwigshafener Siebtechnik-Spezialisten J. Engelsmann AG.

Ein Zulieferer von Zutaten für Schokolade und Backwaren hatte für die Klassiersiebung seiner Produkte Mandel- und Haselnussgries, Nusspräparate und gehackte Mandeln eine Vibrationssiebmaschine eingesetzt. Schon nach kurzer Zeit traten jedoch immer wiederkehrende Probleme mit der Siebleistung und der Qualität des Siebgutes auf. Das Kugelabreinigungssystem der Maschine beschädigte nicht nur das zu siebende Produkt, sondern stiess auch bei der Reinigung des Siebgewebes an seine Grenzen. Durch die fetthaltigen Produkte setzten sich in relativ kurzen Zeiträumen (ca. alle 20-30 Minuten) die Siebe immer wieder zu, was eine häufige Reinigung erforderlich machte. Damit verbunden war das nächste Problem: Durch die geschlossene Bauweise und der übereinander angeordneten Siebdecks konnte die Vibrationssiebmaschine nur mit großem Aufwand demontiert und gereinigt werden. Die daraus resultierenden hohen Stillstandszeiten führten letztendlich sogar zu Lieferengpässen. Daraufhin entschloss sich der Süsswaren-Produzent, eine andere Art von Siebmaschine einzusetzen. Neben einem produktschonenden Siebvorgang ohne Beeinträchtigung von Qualität und Konsistenz der Siebprodukte sollte die neue Siebmaschine die erforderliche Produktionsmenge mit einer möglichst hohen Anlagenverfügbarkeit sicherstellen.

Langhubsiebmaschine mit Anschlag hält Siebgewebe frei

Dank der Umsetzung zahlreicher Siebtechnik-Projekte der Süsswarenbranche wussten die Engelsmann-Ingenieure um die Problematik beim Sieben fetthaltiger Produkte. Als Maschinen-Lösung setzten sie aufgrund der hohen Durchsatzleistung und der besonders präzisen und schonenden Klassierung (Trennschärfe bis zu 98%) auf den Einsatz eines Langhubsiebs des Typs Freischwinger. Ein Leistungstest unter den vorgegebenen Rahmenbedingungen im firmeneigenen Technikum brachte schnell die Erkenntnis: Eine speziell auf die Anforderungen zugeschnittene Anschlag-Siebmaschine kann die vorhandenen Defizite lösen. Die Freischwinger-Siebmaschine mit Anschlag wird überall dort eingesetzt, wo ein Kugelabreinigungssystem beim Säubern des Siebgewebes an seine Grenzen stösst bzw. durch den Abrieb der Kugeln eine Beeinträchtigung des Produktes verhindert werden soll.

Um die Kundenbedürfnisse realisieren zu können, wurde die Anschlag-Siebmaschine in offener Bauweise ohne Deckel mit direktem Zugang zu dem Siebdeck konstruiert. Sechs hintereinander angeordnete Siebeinleger mit Maschenweiten von 0,1 bis 10 mm und einer Gesamtfläche von 1,5 m² sorgen mit vier Fraktionen für einen kontinuierlichen Siebvorgang mit einer Durchsatzleistung von 1,0 to. pro Stunde. Auf einen Tragrahmen aus Vierkantrohr aufgebaut, hängt der Siebtrog in vier verschleißarmen Kunststoff-Federn. Das Antriebssystem versetzt den mit Schubstangen versehenen Rahmen gemeinsam mit dem Siebtrog in eine horizontal geradlinige Schwingung. Dabei folgt der Trog dem Rahmen zeitverzögert, so dass er an den zurückschwingenden Rahmen schlägt. Zur Dämpfung des Aufpralls ist der Rahmen mit vier auswechselbaren Kunststoff-Anschlägen versehen. Durch die Erschütterung beim Anschlag wird in den Siebmaschen festsitzendes Produkt freigesetzt und das Siebgewebe rückstandsfrei gereinigt.

Reinigungszeit sparen, Produktionszeit verlängern

Die offene Bauweise erlaubt ein Abreinigen des Siebgewebes während des laufenden Siebvorgangs, ohne dass die Maschine abgestellt werden muss. Bei Bedarf können freigesetzte Produktreste einfach mit einem Handbesen vom Siebeinleger abgekehrt werden. Der Siebtrog selbst kann ebenfalls mit geringem Aufwand gesäubert werden, indem die durch Pressleisten arretierten Siebeinleger mit Hilfe der angebrachten Schnellspanner demontiert werden. Die Intensität der Abreinigung ist ohne Einsatz von Werkzeugen über das Anschlagsystem individuell einstellbar. Das freischwingende Siebsystem mit dem Anschlag des Siebtrogs ermöglicht, das Gewebe knapp 60 Minuten, also einen doppelt so langen Zeitraum wie bisher offen zu halten. Dadurch werden die Reinigungsintervalle vergrößert und erheblich kürzere Stillstandszeiten erreicht. Die höhere Anlagenverfügbarkeit versetzt den Kunden in die Lage, die Produktionszeit zu verlängern und somit eine nachhaltige Produktivitätssteigerung zu erzielen.

Energiearmer Betrieb bei niedrigen Lebenszykluskosten

Für einen ressourcenschonenden Maschinen-Einsatz ist die 850 kg schwere Anschlag-Siebmaschine mit einem speziell entwickelten Schwungantrieb ausgestattet. Angetrieben über einen Elektromotor, der seine Kraft mittels eines Keilriemens auf eine mit Schubstangen versehende Schwungmasse überträgt, ist diese exakt auf die Masse des Siebtrogs abgestimmt. Dabei wiegt der Antriebsstrang (Welle und Schwungscheibe) in etwa so viel wie der Trog inklusive dem Produkt. Der Motor treibt die Masse etwa 15 Sekunden mit vollem Nennstrom an und hält sie dann mit lediglich 10-20 Prozent des Nennstroms in Schwung. Dabei wird die elektrische Energie in Rotationsenergie umgewandelt, in den Schwungscheiben gespeichert und nach und nach abgeben. Dank des auf dem Masseausgleich basierenden Schwungantriebs wird nicht nur wenig Energie verbraucht (0,75 kW bei 1,5 m²), sondern auch von der Maschine ausgehende Schwingungen weitestgehend vermieden. Im Gegensatz zum Einsatz eines Motorgetriebes unterliegt der Schwungantrieb nur geringem Verschleiß, was wiederum einen niedrigen Materialeinsatz und Wartungsaufwand zur Folge hat.