Schmelzeentgasung ohne Kontamination

Meinolf Droege,

Das bessere Vakuum beim Extrudieren

Sukzessive hat Compoundierer Polyone Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen an den Extrudern durch Vakuum Klauenkupplungen ersetzt. Damit hat sich das Unternehmen dem Problem der kontaminierten und damit aufzubereitenden oder zu entsorgenden Wassermengen entledigt.

Zwei Seitendosierungen am Doppelschneckenextruder. Ein Plastex Entgasungssystem sorgt für eine Volumenreduzierung bei der Füllstoffzufuhr. © Polycomp

Polycomp ist als Compoundierer sowohl Auftragsfertiger als auch Lizenzhersteller komplexer technischer Kunststoffe. Die Rezepturen reichen von Hochtemperatur-Kunststoffen über hochfeste technische Thermoplaste bis zu weichen, flexiblen thermoplastischen Elastomeren, mit Additivierungen nach Maß. Das große Produktportfolio erfordert eine flexible Produktion mit unterschiedlichen Extrudern und teilweise speziellen Schneckenkonfigurationen. Bei den Extrudern gibt es allerdings eine Konstante: Bei der Absaugung von Dämpfen und Gasen aus der Schmelze in den Schneckenzonen werden ausschließlich Plastex Entgasungssysteme von Busch Vacuum Solutions eingesetzt. Die mit Mink Klauen-Vakuumpumpen ausgestatteten Systeme sind laut Unternehmen betriebssicher und einfach zu warten.

Zum Kerngeschäft von Polycomp gehört das Compoundieren von Polyolefinen (PP/PE), aber auch von EVA, PA, PBT, PC, ABS, EVOH, POM und PMMA. In diese Compounds werden verschiedene Additive von Carbon- oder Naturfasern über einfache Füllstoffe bis zu Glaskugeln, Farbadditiven oder Wachsen sehr unterschiedliche Materialien eingemischt. Eine Spezialität sind Foliencompounds, bei denen extrem niedrige Gelanteile gefordert werden. Sie werden wird mit speziellen Schneckenkonfigurationen extrudiert und es ist ein Siebwechsler mit hoher Feinheit im Einsatz. Insgesamt wird auf acht Ein- oder Zweischnecken-Extrudern gearbeitet, an sechs Extrudern die Schmelze entgast.

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Bis 2009 wurden dazu Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen eingesetzt. Instandhaltungsleiter Stefan Stolp kann sich noch gut daran erinnern: „Die Entsorgung des gebrauchten Wassers wurde mehr und mehr zum Problem, da Gase und Dämpfe sich damit vermischten beziehungsweise darin auskondensieren konnten. Die Kosten für die Aufbereitung oder Entsorgung des Wassers wurden immer höher.“ Es war auch nie genau vorhersagen, was sich für Stoffe im Wasser anreicherten. Es waren nicht nur Gase, Dämpfe und Polymere aus den Grundstoffen, sondern auch Bestandteile aus Additiven konnten sich im Betriebsmittel dieser Vakuumpumpen ablagern. Grund dafür war auch ein häufiger Wechsel der Rezepturen. Selbst bei gleichen Grundstoffen konnte sich durch verschiedene Additive die Zusammensetzung der Stoffe im Wasser verändern. Da bei Polycomp im Drei-Schicht-Betrieb in Fünf-Tage-Wochen gearbeitet wird, kamen erhebliche Wassermengen zur Aufbereitung zusammen.

Weniger Wartung ist möglich

Auf der Suche nach einer umweltverträglichen Lösung kam 2009der Kontakt zur Firma Busch zustande, die ein Plastex Entgasungssystem ohne Betriebsmittel anbot. Kern ist eine Mink Klauen-Vakuumpumpe mit vorgeschaltetem Stand- und Feinfilter. Die Filter dienen der Abscheidung von Kondensaten und Feststoffen. Die Klauen-Vakuumpumpen benötigen keine Betriebsmittel wie Wasser oder Öl, die zu fördernden Dämpfe und Gase kommen mit keinerlei Betriebsmitteln in Berührung, mit denen sie sich vermengen oder reagieren könnten. Trotz sorgfältiger Abscheidetechnik lässt es sich nicht immer vermeiden, dass dennoch Restmonomere in das Pumpeninnere gelangen und dort vercracken können. Deshalb ist diese Vakuumpumpe mit einer Spülvorrichtung ausgestattet. Damit in einem definierten Intervall Spülflüssigkeit dosiert der Vakuumpumpe zugeführt werden, sodass die Vercrackungen aufgelöst werden. Instandhaltungsleiter Stefan Stolp hat je nach extrudiertem Material die Spülflüssigkeitsmenge und die Intervalle festgelegt, in denen gespült wird. Das ist auch bei laufendem Betrieb möglich.

Nach Anschaffung der ersten Plastex Entgasungssysteme wurden nach und nach alle Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen ausgetauscht. Zum einen wurde so das Problem mit dem Abwasser gelöst, zum anderen arbeiten die neuen Entgasungsanlagen zuverlässig und mit geringem Wartungsaufwand. Die Filter müssen regelmäßig gereinigt werden und die Spülflüssigkeit wird bei Bedarf aufgefüllt. Je nach zu verarbeitendem Material geschieht dies unterschiedlich oft. Diese Arbeiten übernimmt das Personal in der Produktion. Durchschnittlich nach zehn Monaten demontiert und reinigt die Instandhaltung jede Vakuumpumpe. „Alles in allem ein sehr überschaubarer Aufwand, verglichen mit den Arbeiten an den früher eingesetzten Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen“, so Henning von Brühl.

Geringere Energieverbrauch ist möglich

Ein weiterer der neuen Vorteil, gerade unter dem Aspekt der Zertifizierung des Energiemanagements von Polycomp gemäß ISO 50001, sei der höchste Wirkungsgrad der Klauen-Vakuumpumpen im Umfeld aller mechanischen Vakuumtechnologien – mit entsprechenden Stromeinsparungen. Das liegt vor allem am Konstruktionsprinzip: Durch Wegfall des Betriebsmittels entfällt die Leistung, dieses zu fördern und der berührungsfreien Funktion entsteht keine Reibung.

2018 hat Polycomp seine jüngste Extrusionslinie in Betrieb genommen, deren Herzstück ein Doppelschneckenextruder mit maximal 1500 Kilogramm pro Stunde Durchsatzleistung ist. Die beiden Seitendosierer können verschiedene pulverförmige Füllstoffe gleichzeitig eindosieren. Ein Seitendosierer kann an eine Plastex Entgasungsanlage angeschlossen werden. Dadurch verringert sich das Volumen der Füllstoffe und die Schüttdichte kann, im Vergleich zu einer Seitendosierung ohne Entgasung, bis zum dreifachen steigen. Dies steigert die Gesamtdurchsatzleistung erheblich.

Die Verantwortlichen bei Polycomp sind sich einig, dass sie mit den Plastex Entgasungssystemen von Busch die richtige Wahl hinsichtlich Betriebssicherheit, Wartungsaufwand und Wirtschaftlichkeit getroffen haben. Die hohe Zuverlässigkeit wirke sich auch positiv auf die Produktion aus. Stillstandzeiten durch Ausfälle oder ungeplante Reparatur- oder Reinigungsarbeiten wie früher bei den Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen seien passé.

Der Anwender

Polycomp ist im Jahr 2000 als Management-Buy-Out entstanden und hat seinen Hauptsitz in Norderstedt vor den Toren Hamburgs. Seit 2013 gehört PolyComp zur Hamburger Feddersen-Gruppe, deren Unternehmen sich auf den weltweiten Handel mit chemischen und technischen Produkten konzentrieren.

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