Um Be- und Nachfüllprozesse präzise mitzutesten, gibt es im neuen Technikum von Brabender Technologie eine eigene Ebene. „Wie kritisch diese Prozesse gerade bei kontinuierlicher Produktion für die Verwiegung sind, unterschätzen viele Anwender“, erklärt Ralf Eikermann, Leiter Customer Care. Deshalb sollten Aufbau und Wartung der gesamten Anlage aus einer Hand erfolgen oder zumindest geprüft werden.
„Wir kennen das aus unseren Serviceeinsätzen“, berichtet Eikermann von den Erfahrungen seines Teams. „Oft kaufen Kunden nur die Dosierer und binden diese in vorhandene Befüllsituationen ein. Bei Anlagen für große Dosiermengen geschieht dann mitunter Folgendes: Die Dosieranlage wird in einer stabilen Stahlkonstruktion aufgehängt, die problemlos das Gewicht der Geräte plus dem des Schüttguts tragen kann. Wenn beim Nachfüllen aber über der Befüllung ein Big Bag entleert wird, entstehen hohe dynamische Kräfte, die das Gewicht kurzfristig deutlich erhöhen.“
Das hat Auswirkungen auf die Genauigkeit der Dosierung, wie Eikermann ausführt: „Stahl ist zwar stabil, aber auch elastisch. Wir können das nicht mit bloßem Auge sehen, aber wenn durch diese Schwingungen die Austragsvorrichtung auf der Verwiegeeinheit aufsetzt, irritiert das die Waage – sie dosiert höher, weil sie eine Gewichtszunahme misst.“ Die Schneckendrehzahl steigt dann. „Kunden rufen uns daraufhin an, die Dosierung wäre ungenau. Dabei liegt der Fehler in der baulichen Konstruktion, da die Waage mehr misst als nur das Schüttgut.“
Problemstelle: Entlüftung
Auf einem großen Kundenevent im September 2018 bauten die Techniker von Brabender Technologie drei Versuche auf, die typische Nachfüllproblematiken demonstrierten. Die nicht ausreichende Anlagenstatik war eine davon. Eine andere zeigte ein typisches Problem bei der Verwiegung von Pulvern. Die Problematik: Ein Dosierer dosierte ganz gleichmäßig Pulver. Doch im Moment des Nachfüllens schoss das Schüttgut mit hohem Druck aus dem Schneckenrohr. Was war passiert?
Der Filter hatte sich zugesetzt und so war die einzige Öffnung des Dosierers das Schneckenrohr. Wenn der Behälter des Dosierers aufgefüllt wird, muss die Luft daraus entweichen. Das sollte über den Filterausgang geschehen. Ist dieser allerdings zugesetzt, bleibt nur noch das Schneckenrohr, das dann praktisch durchgeblasen wird und unkontrolliert austrägt.
„Wir erleben bei Serviceeinsätzen immer wieder, dass Kunden sehr schnell und sehr viel nachfüllen, um bei einer gravimetrischen Dosierung die volumetrische Dosierphase möglichst kurz zu halten“, erzählt Eikermann aus seiner Erfahrung. Der Leiter Customer Care legt den Finger in die Wunde: „Der Effekt ist aber genau gegenteilig: In großen Rohren ist viel Luft und die muss im Nachfüllprozess entweichen können. Wenn der Filter das nicht verkraftet, drückt die Luft zum einzigen Ausgang – dem Schneckenrohr. Und nimmt dabei kurzfristig viel mehr Pulver mit, als eigentlich dosiert werden sollte.“ Die Lösung dieses Problems: Entweder müssen die Filter regelmäßig gereinigt werden oder ein sogenannter JetFilter kommt zum Einsatz.
Ein JetFilter entstaubt die Luft, die bei der Befüllung aus dem Behälter verdrängt wird. Im Gegensatz zu normalen Filtern reinigt er sich selbst: Vollautomatisch reagiert er auf einen zu großen Strömungswiderstand mit einem Druckluftimpuls, der den ausgefilterten Rohstoff zurück in den Produktionskreislauf bläst. In einem kontinuierlichen Prozess erfolgt die Abreinigung am Ende des Befüllvorgangs innerhalb der Materialberuhigungsphase ohne Störung der gravimetrischen Dosierung. Bei teuren oder toxischen Stoffen ist der JetFilter ein Muss, aber auch bei anderen Pulvern und feinen Granulaten kann er eine Wahl sein. Jochen Keesen, Leiter des Technikums, rät zur Beratung: „Wir können sowohl bei der Wahl des richtigen Filters als auch der Reinigungsintervalle bei Normalfiltern immer weiterhelfen.“
Eine regelmäßige Wartung ist entscheidend
In der dritten Demonstrationslinie war ein Dosierer an eine Vakuumförderung angeschlossen. Eigentlich sollten beide Einheiten durch einen Flachschieber voneinander getrennt sein. „Dieser muss aber regelmäßig kontrolliert und gewartet werden“, berichtet Keesen, der den Versuch aufgebaut hat. „Sonst können Produktreste oder eine defekte Dichtung dazu führen, dass der Flachschieber nicht mehr 100-prozentig schließt und einen kleinen Spalt offen lässt.“
Dann verursacht der Vakuumförderer einen Unterdruck im Dosierer, der sich auf die Waage auswirkt. „In der Folge hebt sich die Waage praktisch an, weil ein permanenter Sog nach oben besteht.“ Auf dem Messbildschirm stellt sich das so dar: Erst geht die Drehzahl kurz runter und dann steigt sie stark an, weil der Sog den Behälter leerer erscheinen lässt. Gleicht sich der Druck wieder aus, wird zunächst zu viel dosiert, weil die Drehzahl noch zu hoch ist.
Problembewusstsein der Besucher geweckt
Bei der Vorführung im Technikum zeigten viele Nachfragen, dass Brabender Technologie beim Thema Nachfüllen das Problembewusstsein der Besucher geweckt hat. Entsprechend zufrieden waren auch die Mitarbeiter aus den Bereichen Service und Technikum, die die Experimente entwickelt haben. „Kontinuierliche Prozesse werden immer beliebter“, weiß Eikermann. „Für uns bedeutet das, das Nachfüllen ins Bewusstsein des Kunden zu bringen und den Prozess in den Vordergrund zu rücken.“
