Schüttgutbehälter vollautomatisch entleeren

Ob Kohlestücke, Granulate oder mehlartige Substanzen: Das Handling von Schüttgütern ist durch die geringe Korngröße der einzelnen Feststoffobjekte eine logistische Herausforderung. Um Transportgebinde wie Säcke, Tonnen etc. zur Weiterverarbeitung des Schüttgutes zu entleeren, mussten Anwender in der Vergangenheit auf Handarbeit zurückgreifen. Hierdurch entstanden nicht nur gesundheitliche Risiken für die Arbeiter durch Hebearbeit, sondern auch Umweltbelastungen durch entstehenden Staub. Mit dem Einsatz von Vakuumförderern lassen sich diese Prozesse nicht nur sicherer, sondern auch effizienter gestalten.

Ein System, viele Möglichkeiten
Grundsätzlich lässt sich das zu fördernde Gut mit einem Vakuumsystem entweder manuell oder automatisch in die Transportleitung einschleusen. An der Aufgabestelle (=Ausgangspunkt der Förderung) wird in der Regel gegen Atmosphärendruck abgesaugt, wodurch sowohl die Installation einer aufwendigen Zellradschleuse, als auch ein teurer Druckbehälter entfällt. Fällt beispielsweise an einer Taumelsiebmaschine der rückzuförderndende Grobkornanteil seitlich aus dem Austrag heraus, kann der Anwender hier über eine flexible Verbindung einen Aufgabeschuh anschließen. Aus diesem saugt der Vakuumförderer die anfallende Produktmenge automatisch über einen Feeding-Rohrbogen auf. Der Rohrbogen ermöglicht die stufenlose Regelung der Sekundärluftzufuhr und damit die Wahl des gewünschten bzw. vorgeschriebenen Zustandes in der Förderleitung (Flug-, Strähnen-, oder Pfropfenförderung). Mitunter befindet sich am Aufgabetrichter noch ein Füllstandssensor, so dass der Vakuumförderer nur bei tatsächlich vorhandenem Produkt in Betrieb ist, dadurch sinkt der Energiebedarf. Das autark arbeitende Fördersystem erfordert keinen Eingriff vom Bediener.
Anders liegt der Fall hingegen, wenn beispielsweise ein Mischer mit unterschiedlichen pulverigen Feststoffen wie Flammruß, Titanoxid, Aluminiumoxid oder Zinkoxid, die sich in verschiedenen Gebindeformen befinden, beschickt werden soll. Die Vakuumfördertechnik bietet dem Anwender hier die Möglichkeit, mittels Sauglanze direkt aus dem Behälter manuell abzusaugen. Eine verstellbare Feeding-Regelung führt, wie beim automatischen Absaugen, die zum pneumatischen Fördern nötige Sekundärluft zu. Für das Absaugen aus Säcken oder Gebinden mit Inlinern stehen spezielle Doppelrohr-Sauglanzen zur Verfügung. Da die Sekundär-Luftströmung nicht durch das Produkt, sondern über den Doppelrohrspalt geleitet wird, ist die Gefahr, dass der Sack selbst mit eingesaugt wird, beseitigt.
Falls lösemittelfeuchte Pulver (hybride Gemische) zu fördern sind, kann der Anwender die Förderluft schon in der Lanze durch ein Inertgas, beispielsweise Stickstoff, ersetzen. Bei sehr leicht rieselfähigen Pulvern und Granulaten genügt es häufig, die Sauglanze einmalig in das Gebinde einzutauchen. Während das Vakuumsystem die vorhandene Menge abfördert und das Material von alleine nachrieselt, kann sich der Mitarbeiter anderen Tätigkeiten zuwenden.

Entlastet bei manuellen
Tätigkeiten
Gerade in der Chemie-, Pharma- und Lebensmittelpraxis zeigen zu transportierende Feststoffe jedoch des Öfteren schlechte Rieseleigenschaften. Das macht eine ständige, auflockernde Bewegung mit der Sauglanze nötig. Der Einsatz einer Balancer-Befestigung, die die Lanze freischwebend aufhängt, erleichtert diese Arbeit: Der Bediener muss nicht mehr die komplette Saug­lanze heben, sondern nur die Hubkräfte zum Lösen des Schüttgutes aufbringen. Eine Kippvorrichtung stellt das Fass zusätzlich schräg, was das Absaugen noch einmal erleichtert. Alternativ gibt es spezielle Adaptertrichter in verschiedenen Größen, die das Fass anstelle des ursprünglichen Deckels abdichten. Der Bediener muss das Fass nur leicht anheben und um 180° drehen, die anschließende Entleerung erfolgt vollautomatisch mittels Vakuum. Sind alle diese Ansätze aus schüttgutspezifischen oder betrieblichen Gründen nicht zu realisieren, oder falls der Automatisierungsbedarf noch weitergehend ist, kommt das Automatik-Gebinde-Entleer-System (Ages) zum Einsatz. Damit werden unterschiedlichste Klein- oder Großgebinde ohne umständliches Umfüllen in Aufgabetrichter entleert. Über von Weitem sichtbare Kontrollleuchten erhält der Mitarbeiter Information über den aktuellen Zustand der Fassentleerung, um rechtzeitig das Gebinde zu wechseln.

Serienmäßig easy-to-clean
Wie der Vakuumförder, ist auch das Ages leicht zu zerlegen und reinigen. Alle produktberührenden Teile sind aus Edelstahl oder zugelassenen Kunststoffen. Zusätzlich ist der Einsatz der Entleervorrichtung auch an verschiedenen Stellen in der Produktion möglich, da sie optional mit einem fahrbaren Untergestell erhältlich ist.
Die Investition in die vollautomatische Gebinde-Entleerung ist mit den Gesamtaufwendungen für eine manuelle, konventionelle Absaugung zu vergleichen, wobei hier eine Reihe von Einflussfaktoren zu berücksichtigen ist. Neben den jeweiligen Gebindegrößen, den unterschiedlichen Gebindeformen, der Beschickungszeit und -häufigkeit, den Verwendungsorten usw. spielen auch die örtlichen Sicherheitsvorschriften und das Lohnniveau eine Rolle. Auch Details der steuerungstechnischen Integration sind im Einzelfall zu klären.
Schonend zu empfindlichen Stoffen
Speziell modifizierte Vakuumförderer sind in der Lage, Tabletten, Kapseln, Hohlkörper und Dragees zerstörungsfrei zu fördern, wodurch sie sich beispielswiese zur Beschickung von Verpackungsmaschinen eignen. Gebinde mit einer Sauglanze zu leeren, birgt zum einen die Gefahr, dass der Mitarbeiter durch das Sauglanzen-Handling unbeabsichtigt Tabletten zerstört, zum anderen ist der Anwender den gesamten Vorgang über gebunden. Beide Probleme löst der Einsatz eines Ages: Die Lanzenführung ist so gestaltet, dass das Absaugen immer nur von der Produkt­oberfläche erfolgt und damit für das empfindliche Schüttgut keine mechanische Beanspruchung entsteht. Darüber hinaus ist es beim Handling von hochdosierten Wirkstoffen, toxischen Chemikalien oder Explosivstoffen in der Regel nicht erwünscht, dass während der Gebinde-Entleerung fortwährend ein Mitarbeiter anwesend sein muss. Um einen bedienerlosen Betrieb zu ermöglichen, setzt die Branche hier übergreifend eine automatische Schüttgutförderung ein.

Zusammenspiel zweier Systeme
Entwickelt ist das Ages speziell für den Einsatz mit einem Vakuumförderer. Falls Leckagen auftreten, tritt, anders als bei der Druckförderung, höchstens Umgebungsluft in die Anlage ein. Ein klarer Vorteil gegenüber einem Überdrucksystem, wo es durch Installations- oder Wartungsfehler zu Belastungen der Umwelt durch austretenden Staub kommt. Da die automatische Gebinde-Entleerung nach Einführen der Sauglanze im geschlossenen System erfolgen kann, ist eine hohe Prozesssicherheit gegeben. Von der Produktaufgabe über den Transport bis zur Produktabgabe gelangt weder Pulver in die Umgebung, noch dringen unerwünschte Substanzen in das System ein.
In einer weiteren Ausbaustufe können Betreiber den Vakuumförderer zusätzlich mit Wägezellen ausrüsten. Fördern und Wiegen geschehen also gleichzeitig (Conweigh). Eine Anwendung ist hier das genaue Einbringen von Rezepturen in Mischer. Beim Beschicken der Mischer sind die Vorteile der Vakuumfördertechnik ein zentraler Bestandteil: Insbesondere gegenüber konventionellen Förderschnecken ist mit der Vakuumfördertechnik, je nach Schüttguteigenschaft, ein rückstandsarmer bis rückstandsfreier Transport der Komponenten möglich. Nach dem eigentlichen Beschickungsvorgang erfolgt eine komplette Leerung der Förderleitung durch Unterdruck. Damit kommt ausschließlich die gewünschte Menge im Mischer an, was das gewichtsmäßige Differenzieren der Komponenten ermöglicht. Sollten Restmengen schwerer Pulveranteile trotz Leersaugtakt in der Rohrleitung verbleiben, kommt der sogenannte Vakuumschock zur Anwendung. Hierbei evakuiert ein Unterdruck zunächst durch Schließen eines Ventils am Beginn der Saugleitung das gesamte System inklusive Förderleitung. Dabei ist der Multijector-Vakuumförderer in der Lage, einen Unterdruck von 90 mbar absolut aufzubauen. Durch schnelles Öffnen des Ventils am Beginn der Saugleitung, reißt der schlagartig freiwerdende Luftstrom die Rückstände mit.
Die erzielten Restmengen stellen im Bereich der Vakuumförderung Spitzenwerte dar. Selbst kritische Ansätze mit äußerst geringen Toleranzen, wie sie beispielsweise im Pharma- oder Lackbereich vorkommen, kann die Kombination aus Ages und Vakuumförderer verlässlich an ihren Zielort befördern.

Powtech 2011 Halle 6 – 205