Kräftig durchgewirbelt

CT-Trendbericht Mischer und Mischtechnik

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05.09.2017 Mischen ist nicht gleich mischen – das weiß im Grunde jeder, der seinen Kaffee nicht pur trinkt: „Gebe ich Milch hinein, reicht ein simples Rühren, um eine homogene Mischung zu erreichen. Gebe ich allerdings einen dickflüssigen Sirup hinein, muss ich hingegen richtig mischen.

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Entscheider-Facts für Betreiber

  • Pünktlich zur Powtech haben wir wieder Anbieter aus dem Bereich Mischtechnik befragt: Wo liegen aktuell die Schwerpunkte, was beschäftigt Betreiber der Prozesstechnik?
  • Die globalen Trends haben sich dabei seit der vergangenen Powtech nicht maßgeblich verschoben, trotzdem gibt es wieder von spannenden Entwicklungen zu berichten.
  • Eine Erkenntnis: Ob Chemie, Pharma oder Food – an der einen oder anderen Stelle können die Industrien voneinander lernen, die Abgrenzungen werden stellenweise etwas durchlässiger.

Es geht also im Grunde immer um die Frage: Wie viel Energie muss ich in meinen Prozess hineinstecken?“, veranschaulicht Bernd Weber, Bereichsleiter Verfahrens- und Anwendungstechnik bei Ystral, den Unterschied zwischen einer simplen von einer komplexen Problemstellung. Anwender der Prozesstechnik haben es natürlich in aller Regel mit Letzterem zu tun, weshalb wir Ihnen an dieser Stelle aktuelle Trends und Entwicklungen aus diesem Bereich vorstellen.

Kommt jetzt Konti?

Wie halten Sie es mit Konti? Dies war die Gretchen-Frage, die wir den Lösungsanbietern bezüglich unseres letzten Trendberichts Mischtechnik zur vergangenen Powtech im Frühjahr 2016 stellten. Die Antworten fielen damals recht unterschiedlich aus. Nun sind ziemlich genau 18 Monate vergangen und die Powtech 2017 steht ins Haus. Anlass genug für unsere Redaktion, noch einmal nachzuhaken: Hat sich hier etwas getan? Ganz grundsätzlich hat der Markt in der vergleichsweise kurzen Zeit seit unserem vergangenen Trendbericht nicht vollkommen gedreht. Trotzdem, stellt Eberhard Tritschler, Projektleiter Vertrieb bei Ekato Systems, fest, ist die Nachfrage bezüglich Konti-Lösungen nicht nur ungebrochen, sondern sogar leicht gestiegen – wenn auch nicht gravierend.

Allerdings resultiert längst nicht jede Anfrage auch in einen Folgegeschäft. Dass das so ist, erklärt Werner Schmidt, Geschäftsführer bei WAM, liegt an den vielen Betreibern nicht ausreichend bekannten Einschränkungen der Technologie – was dann nach anfänglichem Interesse schnell in Ernüchterung endet: „Konti-Mischer haben aus unserer Sicht die Vorteile, dass die Anlagenperipherie kostengünstiger ist, und die Mischer bei gleicher Anlagenleistung kleiner gewählt werden können. Die Voraussetzungen müssen dem Kunden allerdings auch klar sein.“ Dazu gehört beispielsweise, dass die Mischkomponenten einer gleichbleibenden Rezeptur entsprechen, keine thermischen Notwendigkeiten wie Aufheizen oder Kühlen vorliegen und die Mischzeiten möglichst kurz sind. Oder wie es Bereichsleiter Weber von Ystral auf den Punkt bringt: „Wenn es um reine Pulveranwendungen geht, ist Konti auf dem Papier unschlagbar. Aber dann kommt die Physik ins Spiel.“ Denn was in der verfahrenstechnischen Zeichnung noch recht simpel aussieht (ein Kreis mit drei dünnen Strichen davor und einem dicken Strich dahinter), stellt den Ingenieur in der Praxis vor nicht wenige Herausforderungen. Alleine das Wetter kann hier zum Einflussfaktor werden. Denn ändern sich Parameter wie die Feuchtigkeit oder die Temperatur, kann dies schon negative Auswirkungen auf den korrekten Ablauf des Konti-Prozesses haben.

Nichts rein – nichts raus

Dass es nun trotzdem auf der Powtech wieder jede Menge Konti-Applikationen gibt, hat darum unter Umständen einen ganz trivialen Grund, der nur bedingt etwas mit der sich gerade erst geänderten Marktlage zu tun hat: Die Anbieter brauchen ganz einfach Zeit, um Lösungen zu entwickeln. Und so ist das aktuelle „Mehr“ an Lösungen unter Umständen auch nur eine zeitlich verzögerte Antwort auf Anfragen, die bereits vor einigen Jahren von Seiten der Abnehmer eingingen. Was die meisten Betreiber umtreibe, sei ohnehin weniger der Wunsch nach einem bestimmten Prozess als vielmehr eine Lösung, die im praktischen Alltag die meisten Vorteile biete, kommentiert Reiner Lemperle, Prokurist und Vertriebsleiter bei Gebr. Lödige Maschinenbau: „Der gerade im Vorlauf der Powtech für uns wahrnehmbare Trend war im Grunde bereits auf der Interpack dieses Jahr zu beobachten. Von Seiten des Marktes, speziell auch aus der Pharmaindustrie, haben wir den Eindruck, dass die Anwender einfache Lösungen und Systeme suchen, welche gut zu reinigen sind.“ Die Herausforderung für die Lösungsanbieter liege daher in erster Linie im gesamtheitlichen, verfahrenstechnischen Verständnis, so Lemperle weiter.

Denn bei allen Vorteilen, die ein in sich geschlossener Konti-Prozess beispielsweise in Sachen Hygiene beziehungsweise Containment ermöglicht, ist dieses Prinzip (Nichts rein – nichts raus) auch Ursache von Problemen: So ist es für die eingebrachte überschüssige Energie bei komplexeren Mischvorgängen schwierig, zu entweichen. Die Folge ist ein Wärmestau. Und ähnlich verhält es sich auch beim Prozessschritt der Pulverbenetzung: Die Luft kann nicht entweichen, und es kommt zur ungewollten Schaumbildung – der der Verfahrenstechniker Herr werden muss. Trotz dieser einhergehenden Herausforderungen, sind geschlossene und damit staubfreie Systeme für Projektleiter Tritschler trotzdem ein spannender Trend: „Während dies in der Pharma bereits seit Jahren gelebte Technik ist, werden diese Anforderungen neuerdings auch von anderen artfremden Branchen angefragt.“

Die Mischung macht´s

Für Problemstellungen wie die oben genannten, können hybride Verfahren eine Lösung sein. Am Beispiel der Schaumbildung würde das heißen: Die Pulverbenetzung wird im Prozess als Batch nach vorne verlagert, und dann erst in einen Konti-Mischprozess überführt. Was im Übrigen keine graue Theorie ist, sondern bei einem großen Senf-Hersteller so zum Einsatz kommt. Das Adjektiv „groß“ ist hier allerdings Entscheidungskriterium, denn: „Solche Verfahren ergeben im Grund nur in der klassischen Chemie und Lifescience Sinn, also da wo ein Durchsatz von mehreren Tonnen steht“, schränkt Weber ein. Eine weitere Problemstellung, bei der eine Kombination aus Konti und Batch eine Lösung darstellen kann, ist die Produktion mit hochaktiven Wirkstoffen, wie es hauptsächlich – aber nicht nur – im Pharmabereich vorkommt. Hier macht der eigentliche Wirkstoff beispielsweise nur 1 % der Gesamtmenge des Endproduktes aus. Mit kontinuierlichen Mischsystemen ist es schwierig, hier konstante Ergebnisse zu erzielen. Weshalb Betreiber das gemischte Endprodukt für circa eine Stunde in einem Lagertank sammeln und so innerhalb einer Batch die Zielvorgabe erreichen können.

Neue Technik – neue Probleme

Wer sich mit dem Thema Konti beschäftigt, der kommt am Schlagwort Inline-Messtechnik nicht vorbei. Denn auch ein geschlossener Prozess darf niemals zur „Black-Box“ mutieren, deren Innenleben dem Betreiber ein Geheimnis bleibt. Allerdings steckt die Entwicklung der Inline-Messung noch in einer vergleichsweise frühen Phase und so ist die Technologie mit der einen oder anderen Kinderkrankheit behaftet, weiß WAM-Geschäftsführer Schmidt: „Inline-Messungen im Konti-Betrieb sind schwierig und deren Verlässlichkeit eingeschränkt. Die Probenahmen des Mischproduktes für die Dokumentation der Mischqualität ist daher immer noch die gängige Praxis.“ Das Problem: Anwender können in diesem Fall erst zeitlich verzögert auf fehlerhaft eingestellte Prozesse reagieren – was im schlimmsten Fall zu teuren Totalausfällen der Produktion führen kann.

Dieser Stand der Dinge ist aber natürlich keineswegs der Schlusspunkt, und die Inline-Messungen werden immer noch weiterentwickelt. Und Messsysteme für die Wirkstoffverteilung, Partikelverteilung, Feuchteverteilung sowie weitere Prozessparameter sind von vielen Lieferanten bereits heute erhältlich. „Die Herausforderung besteht aktuell darin, die erhaltenen Daten zu sammeln und auszuwerten – und dies in möglichst kurzer Zeit, sodass dann beispielsweise bei einem Konti-Prozess die richtige Menge Produkt bei einem Fehler ausgeschleust wird, nicht mehr und nicht weniger. In diesem Kontext sind die Daten für eine Chargenverfolgung sehr wichtig. Es gibt aber auch eine Reihe von bekannten und bewährten Parametern, welche dazu dienen, den Prozess zu überwachen, beispielsweise Drehzahlen, Produkttemperaturverläufe oder Prozessdruckverläufe“, erklärt Lödige-Vertriebsleiter Lemperle.

Branchenfremde Branchenlösung

Neben hybriden Lösungen gibt es in der Mischtechnik auch etwas, das man vielleicht als Crossover bezeichnen könnte: So wachsen die Branchen Pharma und Food ohnehin bereits seit einigen Jahren immer mehr zusammen. Ursache sind hier Gesetzgeber wie die US-amerikanische FDA, deren immer schärferen Vorschriften die Anforderungen für Lebensmittel-Verarbeiter auf Augenhöhe mit Pharma-Betreibern steigen ließ. Doch auch Überträge vom Hygienebereich in die klassische Chemie sind möglich: „Bereits vor einiger Zeit hatten wir eine Technologie entwickelt, bei der das System die Trommel automatisch säubert – eine klassische Lösung also für sensible Bereiche, wie sie im Food- oder auch Pharmabereich zu finden sind. Als dann aber ein Kunde aus der Lackindustrie an uns herantrat, der ein breites Sortiment an Farben produziert, stellten wir ihm genau dieses System vor. Auch wenn er zu Beginn skeptisch auf den Vorschlag reagierte: Mit dieser Lösung ist er nun in der Lage, abwechselnd Lacke in weiß, dann schwarz und dann wieder weiß zu mischen – und das auf ein und demselben Mischer“, erinnert sich Verfahrenstechniker Weber. Und auch der Umweltschutz spielt mittlerweile eine Rolle in der Mischtechnik, stellt Eberhard Tritschler von Ekato fest: „Die Umstellung auf ressourcenschonende Rezepturen und der Ersatz von teuren oder gefährlichen Lösungsmitteln durch Wasser führt oft zu einer Neu-Beurteilung der gewohnten Rühr- und Mischtechnik. Wir sehen in unserem Technikum darum vermehrt Versuche, die nicht im Zusammenhang mit einer Neu-Investition stehen, sondern die zur Rezeptur-Optimierung einer bestehenden Anlage dienen.“ 1710ct999

Produktfokus Mischer aus CT 09/2017.

 

Heftausgabe: September 2017
Philip Bittermann, Redaktion

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