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  2. Anwendungsbeispiel: Sicher, staubfrei, hygienisch:
    Big Bag-Entleerung mit integrierter Schutzsiebung

15.05.2018

Sicher, staubfrei, hygienisch:
Big Bag-Entleerung mit integrierter Schutzsiebung

Eine Schraube im Joghurt ist fehl am Platz, soviel ist klar. Doch nicht nur im Verkaufsprodukt, auch ein paar Schritte davor, nämlich im Produktionsprozess, kann so ein Fremdkörper großen Schaden anrichten. Statt Image- drohen dann Maschinenschäden, beispielsweise wenn die Schraube mitsamt dem angelieferten Rohstoff entleert wird und sich in einer Zellenradschleuse verkeilt. Kontrollsiebe die unmittelbar nach der Rohstoffaufgabe eingesetzt werden schaffen Abhilfe, indem sie Fremdkörper und Verunreinigungen abtrennen bevor diese in den Produktionsprozess gelangen. Das Nachrüsten einer Kontrollsiebmaschine bedeutet aber auch die Integration eines weiteren Prozessschrittes mit entsprechendem Platzbedarf. Dass das auch anders geht, beweist die multifunktionale Entleerstation mit integrierter Siebstufe der J. Engelsmann AG für einen Hersteller aus der Lebensmittelbranche.

Um das in Big Bags angelieferte Milchpulver der Produktion zuzuführen, setzte der Betreiber bisher auf eine einfache Lösung: über eine Kranbahn mit Lastkreuz wird der volle Big Bag aufgenommen und über einem Behälter abgelassen. Der Bediener öffnet den Big Bag Auslauf und das Milchpulver entleert sich direkt in den jeweiligen Behälter. Da Milchpulver stark staubt wenn es bewegt wird und der Big Bag lediglich staubarm angeschlossen wird, waren sowohl die Bediener als auch das umliegende Produktionsequipment einer hohen Staubbelastung ausgesetzt. Das war vor allem dann der Fall, wenn der Big Bag nach der Entleerung wieder abgebunden werden sollte, denn kleinste Produktrückstände werden beim Abbinden und vor allem beim Zusammenlegen des Big Bags aufgewirbelt und stauben aus dem Auslauf. Die Entleerung von Vollmilchpulver stellte die Bediener regelmäßig vor eine Herausforderung, denn durch den hohen Fettgehalt neigt das Produkt zur Brückenbildung und lässt sich ohne eine mechanische Auswirkung von außen nur schlecht entleeren. Das größte Problem war jedoch, dass das Milchpulver direkt nach der Entleerung dem weiteren Produktionsprozess zugeführt wird. Etwaige Fremdköper werden erst zu einem späteren Zeitpunkt abgetrennt, nachdem sie bereits mit empfindlichem Produktionsequipment in Berührung gekommen sind. Um diese Probleme künftig zu vermeiden, sollten die veralteten Entleerbehälter modernen Entleerstationen mit integrierter Schutzsiebung weichen. Den dafür nötigen Platz hatte der Betreiber allerdings nicht, denn die alten Behälter waren schmaler als handelsübliche Entleerstationen und standen außerdem dicht nebeneinander in einer Reihe, direkt über den Förderorganen, an deren Position nichts verändert werden sollte. Für eine Entleerstation mit Entleerhilfe sowie integriertem Schutzsieb und Filter, blieb den Engelsmann Konstrukteuren eine Fläche von 2,5 m⊃ - Standardlösungen kommen da an ihre Grenzen.

Genau für solche Anwendungen hat die J. Engelsmann AG die Produktlinie „PremiumLine“ entwickelt. Wie bei den „BasicLine“ Modellen, können die einzelnen Bestandteile der Entleerstation verschieden miteinander kombiniert werden. Diese Module können aber auch komplett individuell gefertigt und dem Kundenbedarf angepasst werden, wie in diesem Fall.

Viel Funktion auf kleiner Fläche

Das Grundgerüst der neuen Entleerlösung bildet das Aussengestell, das nach oben hin offen ausgeführt ist, sodass der Betreiber die Big Bags weiterhin über seine bauseitige Kranbahn zuführen kann. Um eine schnelle und restlose Entleerung auch von fetthaltigem Milchpulver zu gewährleisten, setzen die Engelsmann Konstrukteure auf Walkvorrichtungen. Diese Entleerhilfe besteht aus jeweils zwei Auflagewangen auf denen der volle Big Bag aufliegt. Bei pneumatischer Betätigung bewegen sich diese Wangen abwechselnd nach oben und heben je eine Seite des Big Bags an. Brücken werden so aufgebrochen und der gesamte Big Bag Inhalt durch den verbesserten Schüttwinkel noch schneller entleert. Neben ihrer Funktion als Entleerhilfe dienen Walkvorrichtungen auch als Absturzsicherung und gewährleisten so den Bedienerschutz. Da der Betreiber aktuell Big Bags mit einem sehr kurzen Auslauf einsetzt, die Länge aber zukünftig variieren kann, wurde die Walkvorrichtung höhenverstellbar ausgeführt. Bei einem längeren Auslauf kann die Walkvorrichtung durch eine Umrüstung nach oben versetzt werden, sodass der Big Bag mit seiner vollen Fläche aufliegt. Dank einem Bedienpodest, kann der Big Bag auch dann noch bequem erreicht werden. Aufgrund der engen Platzverhältnisse vor Ort, sind die neuen Entleerhilfen auch in ihren Abmaßen eine Sonderausführung: gekröpfte Auflagewangen passen auch in die schmal geschnittene Entleerstation und ermöglichen dem Bediener einen komfortablen Zugang zum Big Bag.

Für einen staubfreien Entleervorgang, ist der Anschlussstutzen mit einer Blähmanschette ausgestattet. Nachdem der Big Bag Auslauf über die Manschette gestülpt und die Klappschalen geschlossen wurden, wird die Blähmanschette pneumatisch betätigt. Dabei bläst sie sich auf und presst den Big Bag Auslauf fest an die Klappschalen, sodass auftretender Staub nicht mehr in die Produktionsumgebung entweichen kann.

Eine wichtige Anforderung für den Betreiber war es, die Produktqualität des angelieferten Milchpulvers stichprobenartig überprüfen zu können. Zu diesem Zweck sind die unter dem Anschlussstutzen liegenden Entleertrichter jeweils mit einem Verbindungsstück für den Anschluss von Probenehmern ausgestattet. Der Betreiber kann die Produktproben somit während der Entleerung aus dem laufenden Produktstrom entnehmen. Die Entleereinheit ist zusätzlich mit Notschiebern ausgestattet, mit denen der Produktstrom jederzeit unterbrochen werden kann, beispielsweise bei einem Riss im Siebgewebe.

Über die Entleertrichter und daran angeschlossene BFM-Manschetten fließt das Milchpulver auf die Kontrollsiebmaschine vom Typ „JEL Fix“. Dieses Vibrationssieb eignet sich dank der flachen Bauweise besonders für den Einbau in bereits bestehende Anlagen. Die Siebeinleger sind in diesem Fall mit einer relativ groben Maschenweite von 4mm bespannt, sodass in dieser ersten Siebstufe lediglich größere Fremdkörper abgetrennt werden. Da es bei der Entleerung zu einer stehenden Produktsäule auf dem Siebgewebe kommen kann, ist das Schutzsieb sowohl gas- als auch staubdicht ausgeführt. Eine Besonderheit dieser sonst simplen Sieblösung ist die einfache und werkzeuglose Demontage trotz der festen Installation zwischen Produktentleerung und -abförderung. Das liegt vor allem an den steckbaren Erdungen (bei dem Aufstellort handelte es sich um eine ATEX-Schutzzone) sowie den leicht demontierbaren BFM Manschetten die das Kontrollsieb mit dem jeweiligen Entleertrichter verbinden. Werden diese Verbindungen gelöst, kann der Siebdeckel mit wenigen Handgriffen nach oben entnommen werden.

Unter der Siebmaschine befindet sich das Übergangsstück zu den bauseitig vorhandenen Förderorganen. Während das Milchpulver durch dieses Übergangsstück fließt, zieht ein Leckagestutzen die Leckageluft aus dem Prozess und führt sie der angebauten Filtereinheit zu. Produktpartikel, die von den Schlauchfilterelementen aus dem Luftstrom abgetrennt wurden, werden bei Aktivierung der pneumatischen Filterabreinigung von den Elementen gelöst und mit Hilfe einer Rohrverbindung zurück auf das Schutzsieb geleitet. Auch das Abbinden der Big Bags nach der Entleerung, ist dank der neuen Filtereinheit wesentlich komfortabler für den Bediener. Solange der Big Bag noch angeschlossen ist, wird er evakuiert, d.h. die Restluft wird mitsamt etwaigen Produktresten abgesaugt. Beim Abbinden oder Zusammenlegen wird so die Staubbildung auf ein Minimum reduziert.

In Übereinstimmung mit den hohen Hygieneanforderungen der Lebensmittelindustrie (in diesem Fall orientierte sich der Kunde an EU 1935/2004 bzgl. Produktkontaktmaterialien und an den Richtlinien des BfR - Bundesinstitut für Risikobewertung), sind alle produktberührenden Oberflächen wie z.B. beim Entleertrichter aus geschliffenem Edelstahl mit einer Rautiefe von 0,8 μm. Die Konstruktion ist frei von Toträumen, in denen sich trotz gründlicher Reinigung Produkt festsetzen und verderben könnte. Auch nicht produktberührende Bereiche wie das Außengestell sind dem hygienischen Produktionsumfeld angepasst: Profile aus Rundrohr sowie abgeschrägte Dächer der Außenpfosten und Steuerungskästen verhindern, dass sich Produktreste oder Reinigungsflüssigkeiten ansammeln. Runde Gestellprofile sind zudem einfacher zu reinigen als eckige Verstrebungen mit geraden Auflageflächen.

Fazit: Ob bei der Zuführung von Rohstoffen in die Produktion oder bei der Abpackung des Endprodukts - Schutzsiebe sind oft die letzten Rettungsanker um sicherzustellen, dass keine Fremdkörper in den Produktionsprozess oder gar das Endprodukt gelangen. Insbesondere bei der Rohstoffaufgabe sind Schutzsiebungen oft ein wichtiger zweiter Verfahrensschritt z.B. nach der Entleerung von Big Bags oder anderen Gebinden. Damit dieser kritische Prozessabschnitt „entleeren, schutzsieben und abfördern“ möglichst schnell und effizient abläuft, kann das Schutzsieb, wie dieses Fallbeispiel von Engelsmann zeigt, platzsparend in die Big Bag Entleeranlage integriert werden - z.B. als Anbaugerät direkt unterhalb des Entleertrichters. Die Big Bag -Entleerlösung „PremiumLine“ kann individuell an die jeweiligen Platzverhältnisse angepasst werden - auch im Hygienic Design bei Anwendungen mit Nahrungs- oder Arzneimitteln.