Hygienische Big Bag-Entleerung
» Abb.1: Starkes Team und Garant für Qualität: Markus Plitko (Konstruktion, rechts im Bild) und Sascha Müller (Montage, links).
Kunden stellen uns oft vor spannende Herausforderungen. So auch ein Hersteller aus der Pharma-Industrie, der für seine Laktoseproduktion eine Lösung zur staubfreien Big Bag-Entleerung suchte.
Besonderheit dabei: Mit einer Entleerstation soll die Übergabe an zwei verschiede Folgeprozesse realisiert werden: Einerseits soll die Laktose aus Big Bags in ein vorhandenes pneumatisches Fördersystem (inkl. mobiler Zellenradschleuse) entleert und zur Einlagerung in Silos gefördert werden. Ohne zeitraubende Umrüstmaßnahmen soll das System andererseits für die staubfreie Abfüllung von Containern genutzt werden.
Hier kommen die Schüttgut-Experten von Engelsmann ins Spiel: Eine individuell auf die Bedürfnisse des Kunden zugeschnittene Big Bag-Entleerstation wurde geplant, mit der die oben skizzierten Herausforderungen gemeistert werden können. Um eine hohe Produktqualität und ‑sicherheit zu gewährleisten, sollten im Entleerprozess auch eine Schutzsiebung und ein Metallabscheider mit integriert werden. Für die bequeme Bedienung und Wartung der Anlage konnte eine beim Kunden bereits vorhandene VA-Bühne sinnvoll genutzt werden. Vorgabe für die Durchsatzleistung bei der Entleerung der Laktose waren 3 t/h.
Und so haben wir die Aufgabe gelöst
» Abb. 2: Rahmenkonstruktion aus Edelstahl. Walkvorrichtungen helfen beim effizienten Austragen des Produktes.
Die Big Bag-Entleerstation ist als stabile Rahmenkonstruktion aus Edelstahl ausgeführt. Im oberen Bereich befindet sich ein Hebekreuz, mit dem die Big Bags vom Bedienpersonal in die für die Entleerung richtige Position gebracht werden.
Um die Laktose möglichst restlos und effizient aus dem Big Bag auszutragen, sind seitlich an der Entleerstation Walkvorrichtungen angebracht. Diese dienen zugleich als zusätzliche Absturzsicherung für die bis zu 1250 kg schweren Big Bags.
» Abb. 3: Dank der totraumfreien Bauweise und glatter Oberflächen kann der Trichter einfach und rückstandsfrei gereinigt werden.
Der Big Bag-Auslauf wird an einen staubdichten Big Bag-Hygienetrichter angedockt. Um eine Verbindung zwischen Big Bag-Auslauf und Trichter herzustellen, muss lediglich ein Handhebel betätigt werden, der sich dank Gasdruckfedern ohne Kraftaufwand bedienen lässt. Der Trichter öffnet sich, der Big Bag-Auslauf wird über das Produktführungsrohr im Inneren des Trichters gestülpt, der Trichter wird wieder staubdicht verschlossen und der Big Bag anschließend geöffnet.
So kann das Produkt kontrolliert entleert werden. Für den leichten Zugang zum Entleertrichter und anderen Komponenten sorgt die bauseitig vorhandene VA-Bühne. Von hier aus kann das Bedienpersonal im Bedarfsfall auch eine Probenentnahme aus dem Entleertrichter vornehmen.
» Abb. 4: Magnetabscheider und pneumatisch verfahrbarer Abfüllkopf im Verbund. Die beiden Verdrängungsfilter am Abfüllkopf filtern die staubhaltige Luft während der Befüllung.
Direkt unterhalb des Entleertrichters schließt sich ein staubdichtes Vibrationsrundsieb an. In diesem Fall ein JEL Fix, das aufgrund seiner niedrigen Bauhöhe platzsparend direkt in das Entleergestell integriert wurde. Das Sieb sorgt für eine homogene Korngröße und trennt Verunreinigungen im Siebgut zuverlässig ab. Über ein Sichtfenster kann der Bediener Siebgewebe und Produktfluss inspizieren.
Am Aspirationsstutzen des Siebdeckels ist ein Entstaubungsfilter im Hygienic Design mit Ventilator angebaut. Die Entstaubung erfolgt also in dem Moment, in dem das Produkt aus dem Entleertrichter nach unten auf das Siebgewebe fällt.
Nach durchlaufener Schutzsiebung mit der JEL Fix fällt das Material aus dem Siebauslauf nach unten in einen Metallabscheider. Hier werden eventuell noch vorhandene Metallpartikel magnetisch aus dem Produktstrom gezogen – quasi als zweite Sicherheitsstufe nach der Schutzsiebung.
Unter dem Metallabscheider befindet sich ein pneumatisch betriebener Abfüllkopf mit Auflageteller. Im Normalbetrieb gelangt das Produkt aus dem Abfüllkopf in die bauseitig vorhandene Zellenradschleuse. Die Verbindung zwischen Abfüllkopf und Zellenradschleuse wurde durch ein Fallrohr realisiert, das am unteren Ende fest mit dem Einlauf der Zellenradschleuse verbunden wird. Das Fallrohr ist an einer seitlichen Querverstrebung des Entleergestells angebracht und kann direkt unter den Abfüllkopf geschwenkt werden. Wenn der Abfüllkopf nun pneumatisch auf das obere Ende des Fallrohrs abgesenkt wird, wird über die Dichtung an der Unterseite des Auflagetellers eine staubdichte Verbindung hergestellt. Die Laktose fällt schließlich durch das Rohr in die Zellenradschleuse, von wo aus sie dosiert über eine pneumatische Förderleitung ins Silo geblasen wird.
» Abb. 5: Einstellung im Normalbetrieb (Bild links). Das Produkt wird gesiebt, auf Metall detektiert und über ein Fallrohr in die pneumatische Förderung geleitet. Bild rechts: Einstellungen für die Containerbefüllung. Der Schwenkarm ist seitlich weggeklappt, um Platz für den zu befüllenden Container zu schaffen.
- Stabile Rahmenkonstruktion aus Edelstahl
- Walkvorrichtungen
- Big Bag-Hygienetrichter
- Schutzsieb (JEL Fix) mit angebautem Saugfilter
- Metallabscheider
- Abfüllkopf mit Anpressteller, Dichtung und Verdrängungsfiltern
- Schwenkarm mit Fallrohr zur Anbindung an eine Zellenradschleuse bzw. für die Containerbefüllung (bei weggeklapptem Schwenkarm)
Alternative Option: Containerbefüllung
Die Umrüstung des Systems auf die Containerbefüllung geschieht in nur wenigen Schritten: Zunächst wird die Verbindung zwischen Fallrohr und Zellenradschleuse gelöst und der Abfüllkopf wieder pneumatisch nach oben gefahren. Das am Schwenkarm angebrachte Fallrohr wird zurück in die Ausgangsstellung geklappt. Eine Einrastfunktion verhindert das Zurückschwenken. Jetzt kann die Zellenradschleuse aus der Station gefahren und der damit freigewordene Platz für den zu befüllenden Behälter genutzt werden. Da der Behälter genau unterhalb des Abfüllkopfes platziert werden muss, wird der Bediener beim Einfahren in das Gestell von Abstandssensoren unterstützt.
Steht der Behälter in der korrekten Position, wird der Abfüllkopf mit Dichtteller auf den Behälter abgesenkt und die Befüllung des Containers kann gestartet werden. Die dabei aus dem Behälter entweichende, staubhaltige Luft wird durch die beiden Verdrängungsfilter am Abfüllkopf gereinigt.
» Abb. 6: Erstes Bild: Sicht von unten durch den Abfüllkopf (mit Auflageteller und Dichtung) und Blick zum Metallabscheider. Sensoren unterstützen beim genauen Platzieren des Containers unter dem Abfüllkopf (zweites Bild).
Um einen Big Bag hygienisch zu entleeren, muss die gesamte Entleerstation so konstruiert sein, dass einer Kontamination durch Produktreste oder andere Verunreinigungen vorgebeugt wird. Daher ist das Big Bag-Entleergestell vollständig im Hygienic Design ausgeführt: Vergrößerte Radien, geschlossene Rundrohre und abgeschrägte Ecken bei der Rahmenkonstruktion vermeiden unerwünschte Schutzablagerungen. Hygienetrichter und Schutzsieb sind totraumfrei und verfügen über besonders glatte Oberflächen (Rautiefe ≤ 0.8 µm). Bei allen produktberührenden Komponenten wurde Edelstahl 1.4401 verwendet. Dichtungen, Klebstoffe und ähnliche Werkstoffe sind konform hinsichtlich EU 1935/2004, 2007/72/EC und FDA-Richtlinien.
Da die Produktionsumgebung des Kunden eine ATEX Schutzzone ist, wurde das komplette System entsprechend der 2014/35/EU - Richtlinie ausgelegt.
Fazit
Viel Funktion auf kleinstem Raum: Insgesamt beträgt die Bauhöhe der Big Bag-Entleerstation über 6 m, bei einer Stellfläche von knapp 3 Quadratmetern. Eine Sonderlösung, passgenau zugeschnitten auf die Bedürfnisse des Kunden, in die wir die Entleerung von Big Bags, eine Schutzsiebung, eine Metallabscheidung und flexible Anbindungsmöglichkeiten an die nachgelagerte Prozesswelt des Kunden gepackt haben. Die vergleichsweise geringen Zusatzkosten sind ein Beleg dafür, dass Sonderlösungen nicht immer aufwändig sein müssen. Im Gegenteil: Der Kunde bekam eine Lösung, mit der er den verfügbaren Raum in seiner Anlage optimal ausnutzen und flexibel auf unterschiedliche Produktionsszenarien reagieren kann. Denn: Weniger Individualität bedeutet oft auch mehr Kompromisse auf Kosten der Wirtschaftlichkeit und Effizienz in der eigenen Produktion.
