Schneller rein und raus

Tankinnenreinigung von ISO-Containern für Chemikalien

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07.03.2017 Mit wachsenden Chemikalienmengen steigt der Druck, Transportbehälter immer schneller wiederzuverwenden. A und O ist dabei die effiziente Behälterreinigung, die zudem immer höheren Qualitätsanforderungen genügen muss.

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Entscheider-Facts für Betreiber

  • Die Tankinnenreinigung ist eine besonders komplexe technische Herausforderung: Sowohl Größe und Geometrie der Behälter als auch typische Verschmutzungen und äußere Einflussfaktoren wie Standort und Klimazone müssen berücksichtigt werden.
  • Beim Dienstleister Contopsa in Chile wurde 2014 eine Container-Innenreinigungsanlage bestehend aus zwei Waschplätzen gebaut.
  • Konstruktive Kniffe wie die Heißwassererzeugung auf der Druckseite sorgen für energieeffizienten Betrieb.

1: Die Reinigung von ISO-Containern muss schnell und gründlich erfolgen. Bild: Kärcher

Die Reinigung von ISO-Containern muss schnell und gründlich erfolgen. Bild: Kärcher

2: Das Herzstück der Waschplätze bilden zwei robuste Aggregate des Typs HDI 38/12 (Bildmitte). Links und rechts davon stehen die Heißwasserbereiter. Bild: Kärcher

Das Herzstück der Waschplätze bilden zwei robuste Aggregate des Typs HDI 38/12 (Bildmitte). Links und rechts davon stehen die Heißwasserbereiter. Bild: Kärcher

4: Die Rotation des Tankreinigungskopfs wird unabhängig von der Pumpleistung gesteuert. Bild: Kärcher

Die Rotation des Tankreinigungskopfs wird unabhängig von der Pumpleistung
gesteuert. Bild: Kärcher

3: Die Tankinnenreinigungsköpfe werden mit Hilfe eines Hebezeugs in die ISO-Container abgesenkt. Bild: Kärcher

Die Tankinnenreinigungsköpfe werden mit Hilfe eines Hebezeugs in die ISO-Container abgesenkt.
Bild: Kärcher

Weltweit nehmen die Warenströme zu. Stück- und Sammelgut wird häufig in rundum geschlossenen Containern befördert. Flüssige oder pulverförmige Stoffe wie Chemikalien werden hingegen in sogenannte ISO-Container abgefüllt. Das sind von rechteckigen Gestellen umgebene Tanks, die wie die bekannten Container standardisiert und damit stapelbar sind. Die International Tank Container Organisation (ITCO) schätzt, dass insgesamt über 444.000 dieser Behälter rund um den Globus im Einsatz sind. Gegenüber 2014 bedeutet dies eine Steigerung von 12,6 %. Trotz des stetig steigenden Handelsvolumens muss die gründliche, gesundheits- und umweltschonende sowie schnelle, effiziente Innenreinigung der ISO-Container vor jeder neuen Befüllung gewährleistet bleiben. Dabei werden immer höhere, international gültige Qualitätsanforderungen an die Reinigung der Transportbehälter gestellt. Bei aktuell rund 200.000 verschiedenen Substanzen ist das keine leichte Aufgabe. Sie erfordert ein umfangreiches Expertenwissen. Ein Problem ist die schnelle Reinigung der Behälter. Dieses Themas nimmt sich die Firma Contopsa an – mithilfe von Reinigungstechnik aus dem Hause Kärcher.

Das Unternehmen Contopsa ist Teil der Containerschiffsreederei Moeller Maersk Group. Es wurde 1993 gegründet. Über 300 Mitarbeiter bieten auf dem 250.000 m² großen Standort nahe San Antonio in Chile die Dienstleistungen Empfang, Abgabe, Reparatur, Instandhaltung, Lagerung und Transport von leeren Containern an. Und zwar für die gesamte Region von Arica an der nördlichen Grenze zu Peru bis Punta Arena an der Südspitze des Landes nahe des berühmt-berüchtigten Kap Horns. Seit eine schlüsselfertige Tankinnenreinigungsanlage von Kärcher hinzugekommen ist, gehört dieser wichtige Service ebenfalls zum Portfolio. „Die Tankinnenreinigung ist eine besonders komplexe technische Herausforderung: Sowohl Größe und Geometrie der Behälter als auch typische Verschmutzungen und äußere Einflussfaktoren wie Standort und Klimazone müssen berücksichtigt werden“, erläutert der Kärcher-Produktmanager für Anlagenbau Jochen Wöhrle. Er hat die Techniker wie Bermardo Fuentes, verantwortlich für Betrieb und Instandhaltung des Waschsystems bei Contopsa, mit der neuen Technik vor Ort vertraut gemacht. „Unser modular aufgebautes System bietet dabei Lösungen für jede Art von Behältertypus. Außerdem viel Flexibilität, um bei wachsendem Bedarf die Anlage jederzeit erweitern zu können“, erklärt Wöhrle.

Hohe Standzeiten in industriellem Einsatz

Die 2014 aufgebaute Container-Innenreinigungsanlage besteht aus zwei Waschplätzen: Einer für wässrige Lösungen, der mit sauren oder alkalischen Reinigungsmitteln das beste Reinigungsergebnis erzielt, und einer für lösungsmittelhaltige Reinigungsmittel, die benötigt werden, um zum Beispiel Latex-Rückstände entfernen zu können. Beide Waschplätze werden von mehreren miteinander verbundenen Plungerpumpen – man spricht von Kurbelwellenpumpen – versorgt. Diese sind in ihrer Funktionsweise einem Automotor vergleichbar, nur dass nicht die Kolben eine Welle antreiben, sondern die Welle mehrere Kolben, die wiederum den Druck aufbauen.

Das Herzstück des ersten Waschplatzes für wässrige Lösungen bilden zwei robuste Aggregate des Typs HDI 38/12. Jedes kann 3.800 l Wasser in der Stunde befördern und einem Druck von 120 bar aufbauen. Durch die Verwendung hochwertiger Werkstoffe wie Edelstahl und Keramik sind die Aggregate auf hohe Standzeiten im industriellen Einsatz und lange Wartungsintervalle ausgelegt. Diverse Anbausätze, von der saugseitigen Reinigungsmitteldosierung über die Mengenregel­automatik bis hin zum Heißwasserbetrieb bis 80 °C, eröffnen einen weiten Anwendungsbereich. Stabile Rahmen ermöglichen es, bis zu drei Aggregate übereinander zu positionieren. Das spart Platz und senkt die Kosten für Technikräume. Der luftgekühlte Motor macht zudem einen zusätzlichen Kühlwasseranschluss überflüssig.

Energiesparende Tankreinigung

Je Pumpenaggregat ist ein Heißwassererzeuger des Typs HWE 4000 angeschlossen. Die beiden Geräte können mit Öl oder Gas betrieben werden und sind in der Lage, 4.000 l Wasser in der Stunde bei maximal 160 bar um 85 °C zu erhitzen. Mit einem Anbausatz für Dampfbetrieb kann der Betreiber mit derselben Komponente zudem 140 °C heißen Nassdampf erzeugen. Sowohl das erhitzte Wasser als auch der Nassdampf steigern die Reinigungswirkung erheblich. Wenn die Anlage einmal kurz nicht genutzt wird oder nur im Kaltwassermodus läuft, sorgt der Eco-efficiency-Modus mit einer reduzierten Belüftung zwischen den Nutzungsintervallen der Heißwassererzeuger dafür, dass die Brenner nicht auskühlen. Bei erneuter Inbetriebnahme verkürzt sich so die Aufwärmzeit und es werden bis zu sieben Prozent Energie eingespart. Da das Heißwasser erst auf der Druckseite erzeugt wird, gibt es praktisch keine Wärmeverluste.
Herkömmliche Anlagen erhitzen das Wasser bereits auf der Saugseite, das Wasser verliert dann durch den längeren Weg zum Einsatzort und die längere Wartezeit an Wärme. Des Weiteren passt eine selbstregulierende Steuerungseinheit die Brennerleistung an die Eingangstemperatur des Wassers an. Das ermöglicht eine genaue Regelung des Sollwertes. Mittels der optionalen Wärmerückgewinnung aus Abwasser oder Abgas wird weiter Energie eingespart.

Nachdem von den beiden Kurbelwellenpumpen und Heißwassererzeugern das Wasser auf die richtige Temperatur und den geeigneten Reinigungsdruck gebracht wurde, fügt eine hochdruckgeeignete Dosierpumpe noch Reinigungsmittel hinzu. Dann wird es über Hochdruckleitungen zu den Waschplätzen befördert. Diese bestehen aus Kranbrücken, unter welche die ISO-Container gefahren werden. Von den Kranbrücken werden die Innenreinigungsköpfe mittels Hebezeugen in die Container herabgelassen. Am Waschplatz für wässrige Lösungen wird ein Reinigungskopf (HKF 200 C-Ex) eingesetzt. Er ist für explosionsgefährdete Bereiche geeignet und wurde speziell für den Einsatz in 20-Fuß-ISO-Containern mit einem Fassungsvermögen von 70.000 l konzipiert. Durch seine kompakte Bauweise benötigt der robuste Tankinnenreinigungskopf lediglich ein Öffnungsmindestmaß von 200 mm.

Der HKF 200 C-Ex ist auf eine Wassermenge von bis zu 10.000 l in der Stunde und 200 bar ausgelegt. Seine Rotation wird von einem elektrischen Motor erzeugt. So wird die Geschwindigkeit unabhängig von der Menge des Reinigungsmediums geregelt. Die beiden Reinigungsdüsen drehen sich bei diesem Modell horizontal wie vertikal, der Hochdruckstrahl erreicht alle Oberflächen des Behälterinnenraums. „Dadurch wird der für diese Anwendung erforderliche mechanische Aufpralldruck erzeugt und erzielt, zusammen mit den Faktoren Wassertemperatur, Chemie und Einwirkzeit, somit die eigentliche Reinigungsleistung“, erklärt Jochen Wöhrle die Konzeption der neu installierten Anlage.

Präzise Abstimmung von Wasserdruck und -menge

Die fein aufeinander abgestimmte Kombination von Wasserdruck und -menge sorgt maßgeblich für das gewünschte Ergebnis. Außerdem minimiert sie den Wasser­einsatz. Das wiederum reduziert den Aufwand für die Abwasseraufbereitung und somit die Umweltbelastung. „Ein weiterer, wesentlicher Vorteil ist zudem die Zeitersparnis“, fügt Bermardo Fuentes seine Erfahrungen hinzu. „Vorher haben wir für den Reinigungsprozess einer Einheit gut 24 Stunden benötigt, bis die Container wieder für den Kundenversand bereit waren. Jetzt ist es nur noch eine Stunde. Bei durchschnittlich 60 ISO-Containern im Monat ist das eine gewaltige Zeitersparnis, die sich auszahlt.”

Bei dem zweiten Waschplatz bestehen abweichende Anforderungen. Statt wässriger Lösungen werden hier lösemittelhaltige Medien eingesetzt. Dementsprechend wurden die Komponenten ausgewählt. Dazu gehören die Kurbelwellenpumpe des Typs SHD-R 3000 LM sowie der 8 kg schwere Innenreinigungskopf HKS 100 LM. Er ist auf eine Wassermenge von 1.200 bis 6.000 l in der Stunde und einen Druck von 40 bis 100 bar ausgelegt. Damit seine Drehbewegung gleichmäßig erfolgt, ist der Innenreinigungskopf mit einer adaptiven Hydraulikbremse ausgestattet. Zudem entspricht der Innenreinigungskopf der höchsten Einstufung der Explosionsschutz-Richtlinie 94/9/EG (Atex 95). Um die Kosten zu senken, wird das lösemittelhaltige Reinigungsmedium in Kreislaufbehältern aufgefangen, mechanisch gereinigt und der Hochdruckpumpe wieder zugeführt. Dies geschieht solange, bis das Medium keine Reinigungswirkung mehr besitzt und entsorgt werden muss.

„Bei einem stark frequentierten Einsatzort wie unserem, wo es auf einen reibungslosen Ablauf der Prozesse ankommt, sind kundenspezifische Lösungen erforderlich. Doch bei aller Vielfalt sind wir darauf angewiesen, dass die Reinigungsergebnisse immer gleich bleiben – und zwar auf höchstem Niveau“, so das Fazit von Bermardo Fuentes von Contopsa.

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Heftausgabe: März 2017

Über den Autor

Markus Wiederspahn ist Pressereferent bei Kärcher
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