DAW Caparol
Turbulenzen in der Rohrleitung:
Maximale Produktausbeute und optimale Reinigungsergebnisse mit der Whirlwind-Technologie
Mischphasen bei Chargenwechsel und Reinigung sind in einem klassischen Produktionsbetrieb häufig Verfahrensschritte, die große Produktverluste verursachen und besonders bei teuren Produkten die Produktionskosten in die Höhe treiben. Die Whirlwind-Technologie bietet eine Lösung für dieses Problem. Folgender Artikel beschreibt die Aufgabenstellung eines Produktionsbetriebes zur Herstellung und Abfüllung von wasserbasierten Dispersionsfarben und die Lösung. Der Bericht vergleicht die verschiedenen Systeme die für einen Chargenwechsel eingesetzt werden können und zeigt die Möglichkeiten des Whirlwind-Systems auf.
Aufgabenstellung:
Am Standort Ober-Ramstadt der Deutschen Amphibolin-Werke v. Robert Murjahn Stiftung & Co. KG soll eine Rohrleitungsstrecke vom Mischtank bis zur Übergabe an ein weitverzweigtes Rohrleitungsnetz ausgeschoben und gereinigt werden. Ziel ist es, beim Chargenwechsel die Produktverluste zu minimieren und eine schnelle und effektive Rohrreinigung zu erreichen, um dadurch einen schnelleren Produktwechsel zu ermöglichen. Vom Mischtank wird das Produkt über eine Pumpe und einen Filter zu den Lagerbereichen gefördert, die bis zu 6 m höher liegen und in einer Leitungslänge von maximal 240 m entfernt sind. Am Ende der Produktion soll das Produkt möglichst verlustfrei zur Übergabe an ein bestehendes Molchsystem bzw. an das Fertigwarentanklager ausgeschoben werden. Der komplette Transferweg soll gereinigt werden. Das eingesetzte Reinigungsmittel ist kaltes Leitungswasser.
Die Ziele lassen sich wie folgt zusammenfassen:
- Verlustreduzierung bzw. maximale Ausbeute
- Effektive Reinigung bzw. minimale Produktverschleppung
- Reduzierung des Reinigungsmittelverbrauchs
- Schneller Produktwechsel
Folgende Lösungsansätze kommen in Frage:
- Molchtechnik
- Whirlwind-Technologie
Bei der Molchtechnik wird ein Passkörper (der Molch) in die Rohrleitung eingebracht. Dieser wird dann mit einem Gas oder einer Flüssigkeit als Treibmedium durch die Rohrleitung gedrückt und schiebt damit das Produkt vor sich her. Bei der Molchtechnik ist besonderes Augenmerk auf die Gestaltung der Rohrstrecke zu legen. Da der Molch ein Passkörper ist, muss die gesamte Rohrstrecke mit Rohr, Bogen, T-Stücken, Armaturen und Sensoren „molchfähig" sein, also exakt den gleichen Querschnitt wie das Rohr haben. Aus diesem Grund werden Molche immer nach einer Pumpe in eine Leitung ein- und vor einem Behälter wieder ausgeschleust. Ein Leerdrücken eines Filters ist durch einen Molch ebenfalls nicht möglich.
Deshalb ist bei der zuvor beschriebenen Variante eine zusätzliche Reinigung der Leitungen notwendig wenn das Produkt gewechselt wird.
- Bild 1: Anlagenschema molchbar
Whirlwind heißt die Technologie, die Produkt aus einer Rohrleitung in 2 Schritten ausschiebt und die Leitung in 2 weiteren Schritten reinigen und trocknen kann. In den ersten beiden Schritten wird das Produkt mit einem Luft-/Gasstrom herausgedrückt. In einem weiteren Schritt wird das System unter Zusatz von Reinigungsmitteln gereinigt und am Ende kann im vierten Schritt, wenn gewünscht, noch eine Trocknung der Leitung erreicht werden. Die Whirlwind-Technologie wird auch bei Standard-Einbauten wie Ventilen und Sensoren problemlos eingesetzt. Begrenzungen gibt es lediglich bei großen Nennweitensprüngen innerhalb einer Leitung oder bei absperrenden Elementen wie z. B. Verdrängerpumpen. Mit Hilfe eines Bypasses können aber auch solche Hürden übersprungen werden.
- Bild 2: Anlagenschema ausschiebbar und reinigbar mit Whirlwind
Auf einem eigens dafür aufgebauten Versuchsstand wurden Tests gefahren, um zu belegen, dass dieses zusätzliche Potenzial auch ausgeschöpft werden kann. Im vorliegenden Anwendungsfall beträgt dieser zusätzliche, durch die Whirlwind-Technologie erfassbare Leitungsinhalt ca. 16 %. Aufgrund der überzeugenden Ergebnisse der Vortests entschied sich der Kunde für die Whirlwind-Technologie.
Die Vorteile:
- minimale Produktverluste, da auch die koplette Saugleitung und auch der Filter mit erfasst werden
- hocheffiziente Reinigung und damit minimale Produktverschleppung
- Reduzierung der normalerweise benötigten Reinigungsmittelmenge um über 70%
überwiegen mittelfristig die höheren Anfangs-Investitionskosten und wirken sich vor allem nachhaltig positiv auf die Umwelt aus. Im September 2010 wurde die beauftragte Anlage in Betrieb genommen.
Die Ergebnisse können sich sehen lassen:
Ausbeute: 90 – 95 %
Dauer Whirlwind-Phasen: < 20 Minuten
Reinigungsmittelverbrauch: 100 l Reinigungsvorgang
(bei einer Rohrleitungsdimension von DN 125)
Ausblick:
Die Whirlwind-Technologie bietet einen Lösungsansatz der über die bisher üblichen Methoden zum Ausschieben und Reinigen von Rohrleitungen hinausgeht und besonders unter den Gesichtspunkten „Produkteinsparung" und „Umweltfreundlichkeit" klare Vorteile gegenüber konservativen Verfahren hat.