Gesundheitsschutz in der Kunststoffindustrie

PVC staubdicht klassieren

PVC bietet ein breites Anwendungsspektrum und einen vergleichsweise günstigen Preis. Dementsprechend wirtschaftlich müssen die Produktionsverfahren zur Herstellung des PVC-Granulats gestaltet sein. Ein Verarbeitungsschritt ist die Abtrennung des Überkorns durch maschinelles Sieben. Dabei stellt das Rohmaterial hohe Anforderungen an die Siebtechnologie, wie ein aktuelles Projekt zeigt.

Siebtechnologie, wie sie auch der S-PVC-Produzent einsetzt: Einstellbare Siebneigung, dauerhalft dichtschließende weil selbstnachstellende Trogdeckel (hier entfernt) und per Prallkugeln ständig selbstreinigende Siebe.

Besonders die staubigen Bestandteile und die körnige Beschaffenheit von Kunststoffen in Primärform erschweren das Sieben und stellen hohe Ansprüche, wenn der Prozess hinsichtlich Durchsatzleistung, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit optimal laufen soll. Vor diesen Aufgaben sah sich auch ein weltweit operierender PVC-Hersteller: Wegen anhaltender Probleme bei der Klassiersiebung von S-PVC an einem seiner Produktionsstandorte in Skandinavien hat er bis Anfang dieses Jahres seinen kompletten Bestand an Siebmaschinen Zug um Zug gegen Langhub-Siebmaschinen der Marke Freischwinger von Engelsmann ausgetauscht.

Komplexe Siebaufgabe - Klassieren von S-PVC
Unter anderem produziert das Unternehmen S-PVC. Das Suspensionsverfahren, in dem etwa 85 Prozent der PVC-Mengen hergestellt werden, liefert als Endprodukt PVC-Körner, die sich durch geringe Wasseraufnahme und hohe Reinheit auszeichnen. Die Siebeigenschaften von PVC hängen von der Partikelgröße, genauer dem Durchmesser und der Korngrößenverteilung ab. In der Regel wird die Überkornabtrennung per Klassiersieb mit 400 Mikrometer Maschenweite durchgeführt, um unerwünschte Agglomerate und Überkorn abzuscheiden.

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Die Probleme des PVC-Produzenten mit dem bisher eingesetzten Maschinentyp waren vielfältig und behinderten einen sicheren und wirtschaftlichen Siebprozess. Eine wichtige Anforderung des Kunststoff-Produzenten war und ist die Gewährleistung des staubdichten Siebprozesses, um das Umfeld vor gesundheitsschädlichen Staubpartikeln zu schützen, was bis dato nicht durchgängig gelang. Ebenso standen eine höhere Produktivität und Wirtschaftlichkeit des Maschineneinsatzes im Pflichtenheft. Dies betrifft den Verschleißteilersatz ebenso wie den Energieverbrauch und das Handling bei Wartung und Reinigung der Maschinen. Besonders das ölgeschmierte Getriebe der Siebmaschinen bereitete Probleme, da wiederkehrend Getriebeöl den Untergrund verschmutzte und die störanfälligen Gleitlager den Ersatzteilbedarf in die Höhe trieben. Zudem verursachten die laufenden Getriebe einen hohen Geräuschpegel von über 85 dB(A).

Freischwingend trennscharf separieren
Nach verschiedenen Tests mit pulvrigem und granulatförmigem PVC - dem Originalprodukt des Kunden - waren sich die Engelsmann-Konstrukteure sicher, mit Einsatz der Langhubsiebmaschine der Modellreihe Freischwinger die Probleme zu lösen. Das freischwingende Sieb wurde laut Hersteller für die wirtschaftliche und produktschonende Klassierung trockener und rieselfähiger Schüttgüter bis 250 Tonnen Durchsatz pro Stunde und trennscharfer Separation bis 98,5 Prozent konstruiert. Anwendungen finden sich unter anderem in der Chemie-, Pharma-, Kunststoff- und Lebensmittelindustrie.

Um das in dieser PVC-Anwendung geforderte Leistungsniveau von 12,5 Tonnen Durchsatz pro Stunde zu erreichen, wurde die Freischwinger-Siebmaschine mit sechs hintereinander angeordneten Siebeinlegern mit 3,0 Quadratmeter Gesamtfläche und Maschenweiten von 400 Mikrometer ausgestattet. Unterhalb des Siebgewebes ist auf einem Wellengitter ein Kugelabreinigungssystem angeordnet, das die Gewebe während des Siebens durchlässig hält. Prallklopfkugeln reinigen die einzelnen Siebflächen, indem sie bei der horizontalen Schwingungen der Maschine gegen das Maschengewebe geschleudert werden. Mit einer einstellbaren Siebneigung ausgestattet, ist die Fließgeschwindigkeit des PVC-Produkts und somit dessen Verweilzeit auf dem Siebgewebe beeinflussbar.

Ressourcenschonend mit Schwungantrieb
Für einen energiearmen Betrieb ist die 850 Kilogramm schwere Freischwinger-Siebmaschine mit einem speziellen Schwungantrieb ausgestattet. Angetrieben über einen Elektromotor, ist die Schwungmasse auf die Masse des Siebtrogs abgestimmt. Dabei wiegt der Antriebsstrang (Welle und Schwungscheibe) in etwa so viel wie der Trog inklusive Siebgut. Der Motor treibt die Schwungmasse rund 15 Sekunden mit vollem Nennstrom an und hält sie dann mit lediglich 10 bis 20 Prozent des Nennstroms in Bewegung. Dank des auf dem Masseausgleich basierenden Antriebs wird für den Betrieb der Maschine nur wenig Energie benötigt - laut Messungen 1,1 Kilowatt bei 3,0 Quadratmeter Siebfläche.

Im Gegensatz zu den bisher eingesetzten Siebmaschinen mit ölgeschmiertem Motorgetriebe unterliegt der Schwungantrieb nur geringem Verschleiß, was wiederum einen niedrigen Materialeinsatz und Wartungsaufwand zur Folge hat, betont Engelsmann.

Betriebskosten nachhaltig senken
Um Stillstandzeiten zu minimieren und eine hohe Verfügbarkeit der Siebmaschinen zu erreichen, müssen die Siebeinleger schnell und einfach austauschbar sein. Dementsprechend sind die nun installierten Maschinen mit einer Schnellwechselausführung versehen. Der Trogdeckel besteht aus Aluminium und ist in mehrere, leicht per Hand abnehmbare Segmente geteilt, was den direkten Zugriff auf die jeweiligen Siebeinleger ohne Einsatz von Hebewerkzeug ermöglicht und die Wartungszeit verkürzt. Der Zeitaufwand im Vergleich zu einem nicht fragmentierten Deckel wird dadurch erheblich verkürzt. Nach Entfernen der Deckelteile können die genormten, von Pressleisten arretierten Siebeinleger einzeln gewechselt werden. Ebenso sind Verschließteile im Innern der Maschinen leicht erreich- und austauschbar. Schnellspanner verschließen den Siebtrog staubdicht und verhindern das Austreten von Staubpartikeln während des Siebens. Sollten sich die Dichtungen "setzen", stellen sich die Deckelspanner automatisch nach. Ein im Deckel eingebrachtes Sichtfenster ermöglicht die optische Überwachung des Siebvorgangs.

Das Ersetzen der bestehenden Siebmaschinen mit den insgesamt vier Freischwingern hat sich für den Chemieproduzenten nach eigenen Angaben in mehrfacher Hinsicht gelohnt. Neben der nun staubdichten und damit umweltschonenderen Überkorn-Absiebung brachten die dank geringerem Reinigungs- und Wartungsaufwand reduzierte Stillstandzeiten, eine höhere Maschinenverfügbarkeit und damit ein größeres Maß an Produktivität. Auf der Kostenseite sanken der Wartungs- und Ersatzteilaufwand sowie dank Schwungantrieb der Energieverbrauch. In der Summe wurden, so der Anwender, die Betriebskosten halbiert. Die Freischwinger-Maschinen ermöglichten den Dreischichtbetrieb über 360 Tage im Jahr.

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