Wenn fest mit flüssig ...

Die Zuführung von Pulver- und Flüs­sigkomponenten erfolgt über getrennte Eingänge in den Dispergier- und Mischkopf der Conti-TDS

Nicht alles, was aussieht wie Schokoladen­pudding, ist auch Schokoladenpudding: Der erste Blick in den großen Behälter lässt noch hoffen - spätestens beim Einsatz der Nase wird klar, dass es sich hier um reine Chemie, genauer gesagt um Kunststoffchemie han­delt. Die braune Masse im Ansatzbehälter der Conti-TDS-Anlage ist eine Mischung aus Kreide, Polyol und Leichtfüllstoff. Unter Zu­gabe von Isocyanat entsteht daraus ein Harz, das in Formen gepumpt wird, aushärtet und dann als Modellbauplatte auf den Markt kommt. Die Firma Sika Deutschland GmbH im schwäbischen Bad Urach ist Spezialist für diese Platten und hat vor kurzem die Conti-­TDS-Anlage - zusätzlich zu einer bestehen­den älteren Anlage vom gleichen Hersteller - in Betrieb genommen.

,,Für uns ist die Rechnung ganz einfach: Mit der Conti-TDS-Anlage der Firma ystral sparen wir Zeit und Geld", erzählt Sika-Pro­jektleiter Jürgen Haussier. Das Hauptprob­lem bei der Herstellung von bestimmten Produkten ist die Vielzahl von Additiven, die als Einzelkomponenten im flüssigen oder pulverförmigen Zustand in einen An­satz eingebracht werden müssen - und das oft noch aus unterschiedlichen Gebinden. Die hierfür notwendige Arbeitsweise ist zeit- und kostenintensiv, da diese Vorgänge oftmals nur von Hand ausgeführt werden können. ,,Unsere Conti-TDS-Anlage ist in der Lage, diese Handarbeit bedienerfreund­lich und wirtschaftlich auszuführen", er­gänzt Hanspeter Kenk, bei ystral zuständig für Anlagenbau.

Staubfrei einziehen, restfrei entleeren Die Conti-TDS ist eine Anlage zum staub­freien Eintragen und Dispergieren von pul­verförmigen Feststoffen mit Flüssigkeiten. Die Anlage besteht aus einem Ansatzbehäl­ter mit Leitstrahlmischer, Ankerrührer mit Abstreifer, einer Pulverbenetzungsmaschine und einem Vakuumkessel. ,,Das Prinzip ist natürlich immer das Gleiche, aber im Grunde wird", so Anlagenbauer Kenk, ,,für jeden Kunden eine Spezialversion ent­wickelt, die auf sein Produkt zugeschnitten ist".

Der Behälterinhalt zirkuliert ständig, und mit dem erzeugten Vakuum werden pulver­förmige und flüssige Additive staub- bzw. rückstandsfrei in die Flüssigphase eingetra­gen. Die Zuführung von Pulver- und Flüs­sigkomponenten erfolgt über getrennte Eingänge in den Dispergier- und Mischkopf der Conti-TDS.

Über ein entsprechendes Reinigungs­programm können alle produktberührten Teile vollständig gereinigt werden. Spüldauer und Ablauf werden je nach Auf­gabenstellung adaptiert. Dazu Betriebslei­ter Haussier: ,,Um die Anlage zu reinigen, pumpen wir etwas Polyol durch die Lei­tungen und in den Behälter. Dieses Polyol können wir im nächsten Ansatz einfach wieder einsetzen." Anlagenbauer Hanspe­ter Kenk ergänzt: ,,In der Lebensmittel­oder Pharmaindustrie sieht das mit der Reinigung natürlich anders aus. Da ist die­ser Vorgang oft anspruchsvoller als die Produktion selbst - deshalb sind solche Anlagen auch CIP-fähig."

Spart Personal und Platzbedarf
Die Firma Sika hat schon mit der ersten ystral-Anlage gute Erfahrungen gemacht, sich aber aus gutem Grund für die zusätzli­che neue Conti-TDS entschieden . ,,Mit der alten Anlage konnten wir einfach unseren Bedarf nicht mehr zeitgemäß decken", so Projektleiter Haussier. ,,Bei der neuen Anla­ge ist die Sackaufgabe wesentlich komfor­tabler, der Durchsatz ist höher, und vor al­lem die Steuerung mit Visualisierung und Rezeptverwaltung bedeutet eine große Ar­beitserleichterung." Die komplette Anlage kann jetzt von einer Arbeitskraft aus der Produktion quasi nebenbei bedient werden. Es müssen nur noch die Container range­fahren, die Säcke eingefüllt und der Pro­zess überwacht werden. ,,Wir sparen Perso­nal und brauchen weniger Rohstoff-Roll­behälter", so Jürgen Haussier weiter.

Die komplette Anlage steht auf Wägezel­len, ,,das ist wichtig für die anschließende Protokollierung", erzählt Hanspeter Kenk. Über die Rezeptursteuerung wird alles au­tomatisch zudosiert, und über die Protokol­lierung lassen sich alle relevanten Daten (Dosiermengen, Drehzahlen, Temperatw-, etc.) dokumentieren.

Know-how steckt im Dispergierkopf
Das Besondere an der YSTRAL-Conti-TDS­-Anlage ist der Dispergierkopf an der Pul­verbenetzungsmaschine. Über das Vakuum im Mischkopf der Conti-TDS werden die Rohstoffe über einen separaten Eingang unter Vakuum aus dem Pulversack zunächst in den Dispergierkopf gesaugt - immerhin stattliche 100 kg/Minute. Dort wird das Pulver mit der Flüssigkeit - in die­sem Fall die Kreide mit dem Polyol - be­netzt. ,,Hier haben wir ein Vakuum von fast 90%", erklärt Hanspeter Kenk, ,,so dass die Luft zwischen den Pulverpartikeln expan­diert."

Es entsteht eine große Oberfläche, die Partikel weiten sich aus, und die Benetzung kann mit einem sehr hohen Schergradien­ten erfolgen. Das Pulver ist sofort benetzt und dispergiert und kommt bereits als Sus­pension im Kessel an. Die Suspension wird ständig im Kreislauf gefahren, so dass sie sich immer mehr mit Pulver anreichern kann bis der gewünschte Sättigungsgrad erreicht ist. Dann wird das Ventil zum Dis­pergierkopf geschlossen und nachdisper­giert. ,,Der Anwender hat bei der Conti­-TDS-Anlage nicht die üblichen Nachteile wie stundenlanges Rühren, oben auf­schwimmendes Pulver, verkrustete Ränder, inhomogenes Produkt usw.", so Hanspeter Kenk.
Teil dieses ausgereiften Mischkonzep­tes sind neben dem Dispergierkopf die im Behälter angebrachten Komponenten Leitstrahlmischer und Ankerrührer, die für eine homogene Mischung und einen verbesserten Wärmeübergang im Produkt sorgen. Außerdem verhindert ein Mi­schen im Behälter Kurzschluss-Strömun­gen.

Vom Mischer zur Prozessanlage
Die Firma ystral ist seit 30 Jahren mit dem Leitstrahlmischer und seit etwa 10 Jahren mit Pulverbenetzungsmaschinen auf dem Markt. Entwickelt wurde der erste nach dem Rotor-Stator-System arbeitende YSTRAL-Leitstrahlmischer für Flüssig­keiten und Feststoffe bereits 1959 und wird heute weltweit für eine Vielzahl von Mischanwendungen eingesetzt. Mittlerwei­le sieht sich das Unternehmen als Dienst­leister für die Prozesstechnik, d. h., es werden ganze verfahrenstechnische Pro­zesse in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden entwickelt.

In einer Zeit, in der sich Maschinenbau und Großchemie, was die schlechte Auf­tragslage angeht, die Hand schütteln kön­nen, geht es der Firma ystral gut. ,,Wir ha­ben Wege gesucht, um den Kunden durch neue Maschinen und Verfahren entschei­dende Vorteile zu bieten", erzählt Ge­schäftsführer David Manke - und das ge­lang nicht nur bei der Firma Sika in Bad Urach. Dazu Vertriebsbereichsleiter Ste­phan Bizer: ,,Für die Entwicklung der neu­en Maschine Conti-TDS haben wir in Absprache mit den Kunden ein Pflichtenheft erstellt: das Pulver sollte über Vakuum in die Flüssigkeit eingesaugt werden, die Flüs­sigkeit muss gepumpt werden, das Pulver muss in der Flüssigkeit benetzt und disper­giert werden, vorhandene Bausteine sollen soweit als möglich eingesetzt werden, das Preis-/Leistungsverhältnis muss klar über­zeugen."

Alle Punkte konnten erfüllt werden, und inzwischen ist die Maschine im Markt etabliert. Der Anwendungsbereich wurde stark erweitert, speziell bei umständlichen und aufwändigen Produktionsverfahren führt die Conti-TDS zu enormen Verkür­zungen der Produktionszeiten, zu Qua­litätsverbesserungen und verbesserten Ar­beitsbedingungen. In einigen Bereichen wurden Anwendungsgebiete erschlossen, für die es bisher keine geeignete Lösung gab.