Big Bag-Entleerung von A-Z

Eine Big Bag-Entleerung kann in drei Phasen unterteilt werden: Die Aufnahme des Big Bags und das Einspannen in die Entleervorrichtung, der eigentliche Entleerprozess sowie die Abförderung des Produkts.

Neben dem Anspruch, dass sämtliche Arbeitsschritte der Big Bag-Entleerung möglichst schnell und effizient ablaufen sollen, gilt es vor allem Bedienpersonal und Anlagen­umgebung vor Staubemissionen zu schützen und eine Materialverschwendung während der Entleerung auf ein Minimum zu reduzieren.

Bei der Ausführung der Entleerstation haben die spezifischen Produkteigenschaften des zu entleerenden Schüttguts einen besonderen Einfluss auf die Konstruktion, den Funktions­umfang sowie den Werkstoffeinsatz. Aber auch Aspekte wie die Integration der Entleerstation in die Anlagen­umgebung des Betreibers müssen berücksichtigt und sauber gelöst werden, sodass das Produkt in der richtigen Menge, der richtigen Beschaffenheit und zum richtigen Zeitpunkt dort zur Verfügung steht, wo es verarbeitet werden soll.

Das Entleergestell ist das Grundgerüst für alle Bauteile. Im oberen Gestellteil befindet sich die Beschickungszone, die eigentliche Big Bag-Entleerung findet im unteren Teil des Gestells statt. Da Entleerstationen mitunter tonnenschwere Big Bags aufnehmen müssen, sollte das Gestell stabil ausgeführt und im Boden verankerbar sein. Bei unebenen Bodenverhältnissen wird die Standfestigkeit der Station durch Nivellierung sichergestellt. Soll die Big Bag-Entleerstation in eine bestehende Produktionsumgebung integriert werden, ist es von Vorteil, wenn sie in ihren Abmaßen anpassbar ist.

Beengte Verhältnisse sind eine große Herausforderung für die Planung und Realisierung von Big Bag-Anlagen. Unsere Konstrukteure planen Lösungen, die dem individuellen Flächenbedarf angepasst sind.

Der Prozess der Big Bag-Entleerung wird vom Bedienpanel der Anlage aus gesteuert, das sich in der Regel direkt neben der Entleerstation befindet. Die Steuerung sollte übersicht­lich sein und eine intuitive Bedienung erlauben.

Dank zahlreicher Zusatzkomponenten kann die Entleerstation an die spezifische Aufgabenstellung bei der Big Bag-Entleerung angepasst werden.

Wiegemodul

Eine oftmals eingesetzte Erweiterung ist ein Wiegemodul, mit dessen Hilfe Big Bags dosiert entleert werden können. Wird in der nachgelagerten Produktionsstufe eine geringere Menge des im Big Bag lagernden Produkts benötigt, bewirkt die Wägezelle, dass der Materialeintrag unterbrochen wird, sobald die gewünschte Produktmenge aus dem Big Bag ausgetragen wurde.

Federstraffung

Federstraffungen können praktisch in jede Station integriert werden und sorgen dafür, dass der eingespannte Big Bag in jeder Phase des Entleervorgangs gestrafft bleibt und keine Falten ausbildet, in denen sich Produkt festsetzen kann.

Verschließvorrichtung

Wird nur eine Teilmenge des Big Bag-Inhalts benötigt, kann der Auslauf mithilfe einer Verschließvorrichtung bei vollem Produktstrom verschlossen werden, sodass der teilentleerte Big Bag wieder zugebunden und zu einem späteren Zeitpunkt komplett entleert werden kann.

Verschließvorrichtungen sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich: Irisverschlüsse bestehen aus kreisförmig angeordneten Drahtstäben, die sich bei Betätigung irisförmig um den Auslauf zusammen ziehen. Die Betätigung erfolgt wahlweise manuell oder pneu­matisch. Motorbetriebene Verschließeinheiten bestehen aus zwei sich überlappenden Blechen in V-Form. Durch den Antrieb bewegen sich die Bleche solange aufeinander zu, bis der Big Bag-Auslauf fest dazwischen eingeklemmt und der Produktstrom gestoppt ist.

Beschickung der Entleerstation

Um den Big Bag in die Entleerstation einzubringen, bieten sich dem Betreiber verschiedene Möglichkeiten:

Integrierte Kranbahn

Bei dieser Ausführung wird eine Kranbahn in den oberen Teil des Gestells eingebaut, wobei das Ladegeschirr an einem Kettenzug befestigt ist. Mithilfe der Steuerung kann das Bedienpersonal das Ladegeschirr mit der Kranbahn aus der Station fahren und über dem vollen Big Bag ablassen. Nachdem die Schlaufen des Big Bags in die Haltehaken eingehängt sind, wird dieser per Knopfdruck in die Entleerposition gefahren.

Bauseitige Kranbahn

In diesem Fall ist die Big Bag-Entleerstation nach oben hin offen ausgeführt und besteht nur aus dem unteren Gestellteil mit der Entleereinheit. Die Kranbahn hält das Ladegeschirr mit dem vollen Big Bag während des gesamten Entleervorgangs in Position.

Gabelstapler

Bei dieser Variante hebt ein Gabelstapler zunächst das Ladegeschirr aus der Entleerstation und lässt es über dem vollen Big Bag ab. Nachdem die Schlaufen des Big Bags eingehängt sind, fährt der Bediener mit dem Stapler zurück zur Entleerstation und setzt das Ladegeschirr auf dem Gestell ab, wo es einrastet und wieder fest mit der Station verbunden ist.

Anbindung und Big Bag-Entleerung

Um den Big Bag mit der Entleereinheit zu verbinden, wird der Auslauf in die staubarme oder staubdichte Entleereinheit gesteckt bzw. darüber gestülpt. Je nach Ausführung kann der Verschlussmechanismus manuell oder auch pneu­matisch betätigt werden. Damit auch Big Bags mit unterschiedlich langen Entleerstutzen schnell und sicher eingespannt werden können, bietet Engelsmann das universelle Verschlusssystem „JEL SafeConnect“ an.

>> weitere Infos zum Big Bag-Anschlusssystem JEL SafeConnect

Sobald der Big Bag fest angebunden ist, kann der Entleervorgang gestartet werden. Das Material fließt nun durch den Auslaufstutzen des Big Bags über die Entleereinheit in den Entleertrichter.

Materialzuführung in Produktionsprozess

Zur Abförderung des Materials können Förder- und Dosierorgane wie Schneckenförderer oder Zellenradschleusen an den Auslaufbehälter der Entleerstation angebaut werden. Nicht selten wird ein Schutzsieb zwischen Entleerbehälter und Förder- bzw. Dosierorgan installiert, um Fremdkörper im Produkt abzutrennen, bevor das Material in die Produktion gelangt. In Anwendungsfällen mit kontinuierlichen Produktionsprozessen, bei denen eine durchgängige Materialversorgung gewährleistet sein muss, empfiehlt sich die Installation eines Füllstandsmelders am Entleerbehälter, der die Materialsäule überwacht und signalisiert, wenn weiteres Material benötigt wird.

Bei der Auslegung einer Entleerstation stehen vor allem die Fließeigenschaften der zu entleerenden Materialien im Mittelpunkt der Überlegungen. Unabhängig, ob es sich um leicht oder schwer fließendes, brückenbildendes oder auch staubendes Schüttgut handelt, die Big Bag-Entleerung soll möglichst sicher, schnell und restlos erfolgen. Als Leistungsmaßstab gilt dabei der geforderte Big Bag - Durchsatz pro Stunde. Engelsmann bietet verschiedene Fließhilfen an, um auch bei schwierigen Produkten eine optimale Big Bag-Entleerung zu ermöglichen.

Kompaktierende Schüttgüter

Durch lange Transportwege oder Lagerung von Schüttgütern können sich Agglomerate bilden, die sich im Extremfall zu einem „Monoblock“ verdichten können. Um bei der Big Bag-Entleerung die Agglomerate aufzulösen, bietet Engelsmann Pilz-, Balkendruck- oder Walkvorrichtungen an:

Pilz- und Balkendruckvorrichtungen werden an die Mittelstützen des Gestells montiert und wirken seitlich auf den Big Bag ein. Die Pilzdruckvorrichtung besteht aus pneu­matisch betätigten Druckköpfen, die von der Form her einem Pilz ähneln. Sie drücken beim Entleervorgang von beiden Seiten gegen den Big Bag, sodass Verklumpungen zerstört werden und die Fließfähigkeit des Produkts wiederhergestellt wird. Nach dem gleichen Prinzip funktioniert auch die Balkendruckvorrichtung. Durch die Balkenform hat diese Entleer­hilfe jedoch eine größere Angriffsfläche und ist auch für sehr feste und großflächige Verklumpungen geeignet.

Walkvorrichtungen bestehen aus zwei Auflagewangen, auf denen der Big Bag abgelegt wird. Sie bewegen sich bei der Entleerung abwechselnd nach oben und heben so je eine Seite des Big Bags an. Dadurch verbessert sich der Schüttwinkel, sodass schwer fließende Produkte einfach in den Entleertrichter fallen.

In vielen Anwendungsfällen mit kompaktierenden Produkten befinden sich trotz Entleer­hilfen kleinere Restagglomerate im entleerten Material, die weiter zerkleinert werden können. Hier empfiehlt sich z. B. der Anbau von Klumpenbrechern unter den Entleertrichtern.

Anbackende Schüttgüter

Diese Produkte kleben förmlich an den Innenwänden des Big Bags fest. Die Ablagerungen können sich so weit aufbauen, dass sich im Innern des Big Bags ein schmaler Tunnel ausbildet, durch den nur wenig Produkt abfließen kann. Anbackungen können mittels Pilz-, Balkendruck- und Walkvorrichtungen gelöst werden, doch auch Vibrationstische liefern hervorragende Ergebnisse:

Sie bestehen aus einer Platte in Hufeisenform, auf der die komplette Big Bag Unterseite aufliegt. Mithilfe eines Vibrationsmotors wird die Platte in Schwingung versetzt. Diese Schwingungen übertragen sich auf den Big Bag, wodurch sich die Anbackungen lösen und ausgetragen werden können.

Staubende Schüttgüter

Um Mensch und Anlage bei der Big Bag-Entleerung vor explosionsgefährlichen Atmosphären sowie Staubbelastung zu schützen, sollten kritische Anlagenteile wie die Entleervorrichtung, der Sammelbehälter aber auch der Produkteintrag in die angebauten Förder- und Dosierorgane gegen Staubemissionen geschützt sein. Idealerweise sind die Stationen im Entleerbereich dann als komplett geschlossene Systeme konstruiert.

Mithilfe eines Aspirationsstutzens können Entleerstationen mit einer Entstaubungsanlage verbunden werden, die den Staub aus der Entleervorrichtung absaugt und filtert. Entstaubungsfilter können auch direkt am Entleertrichter angebaut werden.

Handelt es sich zusätzlich um eine ATEX-Schutzzone, darf nur Equipment mit speziellen Sicherheitsmerkmalen eingesetzt werden, um zu verhindern, dass Staubwolken unbeabsichtigt zur Explosion gebracht werden. Bei der Big Bag-Entleerung ist daher darauf zu achten, dass die eingesetzten Komponenten für die Verwendung in einer ATEX-Umgebung zertifiziert sind.

Die branchenspezifischen Sicherheits- und Hygienerichtlinien beeinflussen die bei der Ausführung der Big Bag-Entleerstation eingesetzten Werkstoffe und Oberflächen­behandlungen. In der Chemiebranche reicht es oftmals aus, die Entleerstation in Normalstahl und nur produktberührende Komponenten in Edelstahl auszuführen. In den streng regulierten Branchen Lebensmittel und Pharma hingegen wird nicht selten auch das Gestell in gebürstetem Edelstahl mit verschliffenen Schweißnähten nachgefragt, um einer Keimbildung oder Kreuzkontaminationen vorzubeugen.

Das hier eingesetzte Produktionsequipment muss daher absolut rückstandsfrei zu reinigen sein. Betreiber von Big Bag-Entleerstationen im Nahrungsmittel- und Pharmabereich sollten daher darauf achten, dass insbesondere produktberührende Komponenten totraumfrei konstruiert und die Oberflächen möglichst glatt sind, sowie keine Risse oder Falten aufweisen, in denen sich Produktreste festsetzen und verderben könnten. Zusätzlich sollten sämtliche produktberührende Dichtungen der Entleervorrichtung aus entsprechend konformen Werkstoffen hergestellt sein. Hier müssen die Anbieter von Big Bag-Entleerlösungen Nachweise erbringen. Nähere Informationen bzgl. geeigneter Werkstoffe können den FDA- bzw. GMP-Richtlinien bzw. der EU-Regulierung 1935/EC/2004 entnommen werden.