Artikel Prozesse stabil kombiniert

Silo-, Förder- und Mischanlagen für hochwertige Schüttgüter in der Kunststoff- und Chemieindustrie benötigen bei Entwicklung und Umsetzung produktspezifische Systemkonzepte. Beispielhaft ist eine moderne Anlage für die Produktion von Calcium-Zink-Stabilisatoren zu nennen. Endabnehmer und Betreiber ist die Floridienne Chimie, eine Division der Floridienne Gruppe, in Belgien. Der Fokus der Aktivitäten der Industrie Holding sind Chemie, Stabilisatoren für Kunststoffe, Lebensmittelzusätze und Biotechnologie. Die Anlage kann gleichzeitig CaZn-Stabilisatorcompounds sowohl im Standard- als auch im Schmelzeprozess in sehr guter Qualität aufbereiten. Kernstück im Standardprozess sind zwei Horizontalmischer HM 6000 und HM 8000, deren Prozess im Vorfeld bei Versuchen den Anwender überzeugen konnte.

Die Anlagen mit einer geplanten Gesamtkapazität von 20.000 t p.a. produzieren auf zunächst fünf separaten, unabhängigen Compoundierlinien in der Phase 1. Drei Linien stellen aus etwa 80 verschiedenen Komponenten Stabilisator-Additive im Schmelzeprozess mit einer Leistung von 5.000 bis 10.000 t p.a. als Pastillen her. Zwei weitere Linien arbeiten im Standardprozess zur Produktion von Granulat mithilfe von Pulverrezepturen – ihr Ausstoß liegt bei 5.000 bis 7.000 t p.a. Das Investitionsvolumen für die Anlage lag bei rund 24 Mio. Euro. Der Anbieter von PVC-Stabilisatoren versorgt den Markt mit Standard-, kundenspezifischen und organischen Formulierungen. Stabilisatoren oder One-Pack-Stabi kommen im Wesentlichen in der PVC-Verarbeitung zum Einsatz, um das Endprodukt vor der Zersetzung durch Wärme bei der Herstellung sowie vor UV-Strahlung und mechanischen Einflüssen zu schützen.
Die Entscheidung, eine neue Produktionsanlage für CaZn-Stabilisatoren zu erstellen, war getrieben von der weltweit steigenden Nachfrage und dem weitergehenden Trend nach Additiven ohne Blei. Produkte mit bleihaltigen Stabilisatoren sind zwar zunächst unkritisch, aber bei der Verwertung, beispielsweise Verbrennung, können bleihaltige Substanzen unter anderem die Luft bzw. das Sickerwasser auf Deponien belasten. Diese Tatsache unterliegt naturgemäß einer kritischen Diskussion.

Anforderungen an dieAnlagen ändern sich im Laufe der Zeit

Die derzeitigen Märkte verändern sich rasant im Hinblick auf Produktqualität, Flexibilität der Rezepturen, Sortenreinheit der verwendeten Schüttgüter und Umweltbewusstsein. Moderne Herstellungsverfahren und Anlagenkonzepte müssen sich diesen Anforderungen permanent anpassen. Der Anlagenbetreiber muss aus einer großen Anzahl verschiedenster Materialien auswählen können. Permanent kommen neue Produkte mit veränderten Fließ- und Verarbeitungseigenschaften hinzu.

Charakteristika wie kleine und große Lieferchargen, kürzere Produktzyklen, höhere Anzahl an Special-customer-Produkten, Sicherheit und Verfügbarkeit der Produktion, kurze Lieferzeiten sowie marktgerechte und wettbewerbsfähige Preise sind die Herausforderungen an das Anlagenkonzept. Das Recipure System ist eine Containertransportanlage und erfüllt diese Voraussetzungen gegenüber beispielsweise einer pneumatischen Förderanlage sehr gut.

Konzept lässt sich beliebig um neue Funktionen erweitern

Bei einem Konzept mit pneumatischem Fördersystem ergibt sich eine Verbindung von Lagerbehältern, Silos und Waagen über fest verschraubte Rohrleitungen. Diese Verbindung verhindert oft die Umstellung auf neue Gegebenheiten ohne erhebliche Umbauten und hohe Kosten, wie Erweiterung oder Rezepturwechsel, sofern die Materialien nicht in den gleichen Rohren fließen dürfen. Mithilfe des neuen Containersystems lassen sich alle Rohstoffe aus beliebig vielen Lagerbehältern zusammenstellen. Hier ergibt sich keine Beschränkung durch geänderte Rezepturen oder komplett neue Anforderungen. Anstatt der Anforderung, neue Rohrverbindungen zu verlegen, müssen in diesem Fall lediglich weitere Anfahr- und Dosierpositionen im Transportsystem geschaffen werden. Dazu wird die Software für den Fahrkurs der Container angepasst.

Die gesamte Anlage ist durch ein Rollenbahnsystem mit verschiedensten Haltepunkten für Drehen, Heben, Wiegen und Dosieren verbunden. Jeder Fahrcontainer ist eindeutig und nur einer Rezeptur zugeordnet. Verschiedene Produkte kommen sortenrein zusammen, eine Quervermischung einzelner Rezepte ist ausgeschlossen. Falls einzelne Chargen-Container für eine neue Rezeptur zum Einsatz kommen, werden sie zuvor außerhalb der Anlage gereinigt. Dazu existiert ein Ein-/Ausschleusbahnhof, um Container zu entnehmen bzw. hinzuzufügen. Die Anzahl weiterer Container ist beliebig, sofern die Reihenfolge gleich bleibt und der Fahrzyklus ungehindert ablaufen kann. Dieser Vorgang lässt sich bei laufender Produktion erledigen und beeinträchtigt weder Kapazität noch Verfügbarkeit.

Kontrollen – von der Option zur Norm

Qualitätsüberwachung und lückenlose Chargenrückverfolgung erlangen immer größere Bedeutung und sind mittlerweile für alle Verarbeiter im Additivbereich Pflicht. Sie werden bei der Kontrolle der angelieferten Rohstoffe durch Lieferantenzertifizierung oder direkt im Verarbeitungsbetrieb vorgenommen. Dazu werden verschiedene Proben im Labor beurteilt und freigegeben, bevor die Charge in die Containeranlage gelangt. Bei möglichen Reklamationen können beanstandete Materialien noch ohne relativ hohe Kosten im Sperrlager verbleiben.

Eine weitere Überprüfung betrifft üblicherweise das Fertigprodukt. Diese schließt sich an das Verlassen der Herstellung in der Anlage an. Im Labor erfolgt die Analyse der Fertigmischung anhand von Proben aus den zwischengeparkten Transportcontainern. Die Fertigung läuft ohne Kapazitätseinbußen weiter, bis die Freigabe erteilt ist. Erst dann gelangt das Produkt in die verkaufsfähigen Gebinde. Kosten- und zeitintensives Entpacken entfällt, was nur möglich ist, da keine feste Abhängigkeit und Verkettung der aufeinander folgenden Herstellungsschritte vorgegeben ist.
SPS und Visualisierung an verschiedenen Terminals ermöglichen das vollautomatische Steuern der Anlage. Das Prisma-Web-System steuert, überwacht und dokumentiert alle Mischer und Dosiervorgänge. Das stellt die Rückverfolgbarkeit jederzeit sicher. Zusätzlich verbaut der Hersteller Barcode- und RFID-Schreib- und Lesegeräte an vielen Stellen der Anlage, um Rohstoffe und Container verfolgen zu können. Durch Verknüpfen dieser Informationen ergibt sich die Produktions- und Qualitätsüberwachung.

Reinigung ohne Unterbrechung des Prozesses

Der Betreiber Floridienne Chimie hat für seine Anlage mit einer maximalen Kapazität von 20.000 t p.a. eine Vollkostenkalkulation erstellt. Darin hat er unter anderem die Anzahl der Rohstoffe, die immer wechselnden Rezepturen sowie die Reinigungszyklen pro Tag berücksichtigt. Die Investition für eine Containertransportanlage liegt etwa in der gleichenHöhe wie die für eine konventionelle pneumatische oder mechanische Förderanlage. Die Ausstoßleistung im System mit mobilen Containern ist unwesentlich geringer, jedoch sind die Kosten pro Tonne Fertigmaterial deutlich niedriger.

Auch bei sorgfältiger Wahl der Rezeptfolge sind bestimmte Rezepturwechsel zwingend mit einem großen Reinigungsintervall verbunden. Bestimmte Anlagenkomponenten und Förderstrecken werden für verschiedene Produkte gleichermaßen genutzt. Die Reinigung lässt sich nicht vermeiden und so folgenkürzere oder längere Unterbrechungen der Produktion. Die vermeintlich geringere Kapazität gleicht diesen Produktausfall schnell aus.
Nur im Bereich der Transportcontainer ergibt sich die Kreuzvermischung und Kontamination verschiedener Schüttgüter. Die Container lassen sich jedoch parallel zur Herstellung reinigen, wodurch sich kein Kapazitätsverlust ergibt. Auch bei speziell gegebenen Zwängen wie Bauauflagen und vorhandene Gebäude kann das Konzept der Containertransportanlage einen Auftraggeber überzeugen.

Die Entscheidung bei dem belgischen Anlagenbetreiber erfolgte aufgrund der Konzeptvorstellung, verbunden mit einem hohen Maß an Produktionssicherheit reproduzierbarer Mischprozesse und planbarer Investitionen aus einer Hand. Die moderne Stabilisatorfabrik mit den zwei häufigsten Prozessen im Standard- und Schmelzeverfahren in einer Anlage ist in der Endphase der Inbetriebnahme und wird ab Juli 2011 produzieren.

Entscheider-Facts
Für Betreiber

• Mit einem Containersystem lassen sich alle Rohstoffe aus beliebig vielen Lagerbehältern zusammenstellen.
• Weitere Anfahr- und Dosierpositionen im Transportsystem müssen geschaffen werden, anstatt neue Rohrverbindungen zu erstellen.
• Qualitätsüberwachung und lückenlose Chargenrückverfolgung werden bei der Kontrolle der angelieferten Rohstoffe vorgenommen.
• SPS und Visualisierung an verschiedenen Terminals ermöglichen das vollautomatische Steuern der Anlage.
• Transportcontainer lassen sich parallel zur Herstellung reinigen, wodurch sich kein Kapazitätsverlust ergibt.