Zerkleinerungslinien

Folien von drei Rollen und stapelweise Teller

Mit dem Ziel, die Zerkleinerungstechnik zu zentralisieren, errichtete der Verpackungsmittel-Hersteller Pro-Pac vor zwei Jahren eine neue Halle am Standort Vechta. Im Mittelpunkt: Komplettlösungen von Getecha.

Blick ins neue Zerkleinerungszentrum von Pro-Pac: Im Vordergrund zu sehen ist die Zerkleinerungslinie für PP-Folienreste; dahinter befinden sich die beiden Linien für die Zerkleinerung gestapelter Thermoforming-Reste. © Getecha

Verbraucherfreundliche Produkte bereitzustellen für das Verpacken, den Schutz und die Präsentation frischer Lebensmittel, das hat sich der Kunststoff-Verarbeiter Pro-Pac zur Aufgabe gemacht. Produziert werden die Teller, Tassen, Terrinen, Becher, Boxen und Schalen vorrangig in vollautomatisierten Extrusions- und Thermoforming-Linien am Hauptsitz im niedersächsischen Vechta. Technisch bedingt fallen bei dieser Art von Großserien-Fertigung erhebliche Mengen an Resten, Fehlteilen und Anlaufproben an, die Pro-Pac der Zerkleinerung, Aufbereitung und Wiederverwertung zuführt.

Um dieses Kreislaufsystem direkt vor Ort möglichst effizient organisieren zu können und dabei gleichzeitig in der Produktion Platz für weitere Prozessoptimierungen zu schaffen, entschied sich das Management des Unternehmens vor etwa drei Jahren für die Zentralisierung der Zerkleinerungstechnik – und ließ eigens dafür eine neue Halle bauen. Sie ging 2016 in Betrieb und bietet Raum für bis zu sechs automatisierte Linien zur Zerkleinerung von Produktions- und Anfahrresten.

Hoher Automatisierungsgrad gewünscht
Pro-Pac kontaktierte daher das Aschaffenburger Unternehmen Getecha. Mit dem fränkischen Mühlenbauer verbindet das Unternehmen bereits eine längere Partnerschaft. Die Planungen sahen vor, in der ersten Projektstufe zunächst zwei Linien für die Zerkleinerung gestapelter Thermoforming-Teile aus der Serienproduktion von weißen und transparenten PP- und PET-Behältern sowie eine dritte Linie zum Zerkleinern unterschiedlich dicker PP-Folienreste zu installieren. In allen drei Fällen sollte das Ergebnis eine Komplettlösung sein. Daher galt es nicht nur, die passenden Trichter- und Einzugsmühlen auszuwählen, sondern auch die komplette Input- und Output-Technik zu projektieren.

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„Die Aufgabenstellung von Pro-Pac war komplex. Sie beinhaltete die prozesstechnische Einbettung kundenspezifisch modifizierter Zerkleinerungsmühlen in ein Umfeld aus Förder- und Handhabungstechnik, Metalldetektoren, Abluftreinigung sowie Abfüll- und Verpackungstechnik – inklusive der steuerungs- und sicherheitstechnischen Integration aller Komponenten, versteht sich“, so Andreas Lanz, Area Sales Manager von Getecha

Fördern, Kippen, Zerkleinern
Für das Zerkleinern der Thermoforming-Teile fiel die Wahl auf zwei Getecha-Mühlen vom Typ RS 45090. Diese modernen Trichtermühlen sind ausgelegt für Durchsätze von bis zu 900 Kilogramm pro Stunde und haben optional auch Mahlgehäuse mit hochwirksamer Schalldämmung. Aufgrund ihres nach oben verlegten und ins Gehäuse integrierten Antriebs bauen sie kompakt und beanspruchen nur eine relativ geringe Stellfläche. Prinzipiell kann eine RS 45090 mit weiteren Bypass-Trichtern für das synchrone Zuführen von Rohren, Profilen und Platten ausgerüstet werden. Sie lässt sich daher flexibel nutzen.

Den Startpunkt für den Zerkleinerungsprozess der Thermoforming-Teile in zwei Trichtermühlen (Typ RS 45090) gestaltete Getecha als Sicherheitsschleuse mit vollautomatischer Kippvorrichtung. © Getecha

Voraussetzung dafür ist der kraftvolle 3-Messer-Rotor – er nimmt voluminöse Kunststoffreste sehr gut auf – und der Einsatz von zwei Statormessern im Mahlwerk. Eine hydraulische Öffnungsmechanik erleichtert den Zugang zum Siebkasten, und eine elektrisch überwachte Rotorblockade macht routinemäßige Messerwechsel zu einer einfachen und sicheren Sache. Maßgeschneidert für den Einsatz bei Pro-Pac erhielten die Mühlen einen feststehenden Trichter mit einer großen Zugangstür. Dadurch konnte zusätzlich Platz eingespart werden.

„Homogener Materialstrom“
Den Startpunkt des Prozesses gestaltete Getecha als Sicherheitsschleuse mit einer vollautomatischen Kippvorrichtung. Hier werden die vollen Sammelbehälter aus der Produktion von einem Mitarbeiter in die Aufgabeposition gerollt und vollautomatisiert in einen Übergabetrichter gekippt – mit bis zu etwa 132 Grad und bis der definierte Entleerungsgrad erreicht ist. Unterstützend lässt sich ein integriertes Vibrationssystem zuschalten. Danach wird der Behälter wieder abgesenkt, entnommen und zurück in die Serienfertigung gerollt.

Vom Übergabetrichter gelangen die zu zerkleinernden Trinkbecher, Teller und Schalen auf ein Förderband, wobei eine angetriebene Abstreiferrolle ineinander steckende Fehlteile vereinzelt. Wichtig außerdem: „Da die Sammelbehälter direkt aus der Produktion kommen, können sie Metallteile enthalten, die sowohl die Anlagen beschädigen als auch das Mahlgut verunreinigen würden. Um dies auszuschließen, befindet sich über dem Förderband ein Tunneldetektor mit doppellagiger Metallsuchspule, der zuverlässig alle metallischen Partikel detektiert und – falls nötig – die Zuführung unterbricht“, berichtet Andreas Lanz von Getecha. Auf diese Weise werde sichergestellt, dass ein homogener und kontinuierlicher Materialstrom in Richtung Mühlentrichter unterwegs ist.

Damit auch die Umgebung der Zerkleinerungslinie sauber bleibt, hat Getecha die Förderbänder allseitig mit einer transparenten Kunststoffabdeckung eingehaust. Es kann also kein Material vom Förderband fallen. Klappen ober- und unterhalb des Metalldetektors ermöglichen jedoch den einfachen Zugriff auf das Förderband – etwa zur manuellen Entnahme metallischer Störteile. Weitgehend vereinzelt, fällt das Material schließlich in die Trichter der beiden RS 45090 und wird in deren Mahlwerken zu Partikeln der mit Durchmessern von 6 mm zerkleinert.

Die vollen Sammelbehälter mit den Thermoforming-Resten aus der Produktion werden vollautomatisiert in einen Übergabetrichter gekippt bis der definierte Entleerungsgrad erreicht ist. Unterstützend lässt sich ein integriertes Vibrationssystem zuschalten. © Getecha

Prozesssicher und energieeffizient
Um bei hohen Materialaufkommen einer Überlastung der Mühlen vorzubeugen, stattete das Unternehmen die Pro-Pac-Linien mit seinem LAS-System zum lastabhängigen Time-out der Materialzuführungen aus. Andreas Lanz erklärt: „Die Steuerung fragt permanent die Stromaufnahme der Mühle ab. Wird ein zuvor definierter Grenzwert zu lange überschritten, so schaltet der Gurtförderer vorübergehend ab. Sinkt der Strombedarf, nimmt er wieder Fahrt auf – das alles geschieht vollautomatisch.“ Den gleichen Effekt hat die Füllstands-Überwachung der Mühlen. Hier sind es Lichtschranken, die der Steuerung melden, wenn der Trichter droht vollzulaufen.

Für Kurt Wördemann von Pro-Pac ist auch das Energy Save System (ESS) ein Plus. Damit rüstet Getecha seit gut drei Jahren fast alle größeren Roto-Schneider-Modelle aus. „Diese Funktion senkt die Leistungsaufnahme der Mühlen unter Teillast und im Leerlauf. Zudem verhindert der Sanftanlauf des ESS schädliche Stromspitzen in der Anlaufphase, was auch alle mechanischen Komponenten schont“, berichtet der Betriebsleiter.

Vom Abrollbock in den Doppeleinzug
Sowohl eine Überlast-Abschaltung als auch das innovative Energy Save System von Getecha finden sich auch in der Einzugsmühle RS 3012 E, die den Mittelpunkt der dritten Zerkleinerungslinie im Aufbereitungszentrum von Pro-Pac bildet. Hier galt es für Andreas Lanz, eine komplette Systemlösung zu projektieren, bei der bis zu drei Rollen mit PP-Folienresten aus dem Thermoforming einer effizienten Zerkleinerung zugeführt werden sollten.

Die RS 3012 E ist Vertreterin einer Einzugsmühlen-Baureihe von Getecha, die sich für die Zerkleinerung von Vollfolien, Randbeschnitten und Stanzgittern aus dem Thermoforming eignet. Der Rotor dieser Maschinen hat einen Schneidkreis von 300 Millimeter und wird serienmäßig mit Schnittlängen zwischen 410 und 1.575 Millimeter betrieben. Die Rolleneinzüge weisen Breiten von etwa 100 bis circa 1.550 Millimeter auf und werden in verschiedenen Varianten angeboten.

Im Aufbereitungszentrum von Pro-Pac kommt die RotoSchneider-Einzugsmühle in einer besonders verschleißgeschützten Ausführung mit einem Doppeleinzug, über den Folien unterschiedlicher Dicken mit wechselnder Geschwindigkeit einlaufen können, zum Einsatz. Davor befinden sich eine Phalanx aus drei Abrollböcken unterschiedlicher Höhen. Hier legen die aus der Produktion heranfahrenden Stapler die Rollen mit den Restfolien ab. Ein Mitarbeiter führt dann den Folienanfang durch die Folienende-Erkennung zum Zuführschlitz der Mühle. Alles weitere passiert automatisch.

Automatische Geschwindigkeitsregelung
Der eigentliche Zerkleinerungsprozess der RS 3012 E verläuft dann ausgesprochen flüssig und harmonisch – zumal die bei Pro-Pac eingesetzte Mühle ein intelligentes System zur Geschwindigkeitsregelung der Einzüge für die Offline-Zerkleinerung extrudierter Folien hat. Diese Entwicklung von Getecha bietet die Möglichkeit, das Einzugstempo mehrerer synchron zugeführter Folien automatisch anzupassen – und zwar in Abhängigkeit von der für das Zerkleinern erforderlichen Leistung und zugleich unter Berücksichtigung des je nach Foliendicke schwankenden Mahlgut-Volumens.

Im Zerkleinerungszentrum sind alle Zerkleinerungslinien angeschlossen an eine Saug-Druck-Förderanlage mit Mahlgut- und Abluft-Entstaubung. Die Abluft wird über Zyklone (Bildhintergrund) abgeschieden und nach der Reinigung über Abluftfilter an die Umgebung abgegeben. © Getecha

Die Rotorgeschwindigkeit von 420 Umdrehungen pro Minute sowie ein Spezialsieb mit schräg gebohrter Lochung wirken der Bildung von unerwünschten Langteilen im Mahlgut selbst bei einer langsamen Zuführung entgegen. „Über viele Jahre bewährte sich an dieser Stelle eine Bügelsteuerung mit Tänzerarm, die das Tempo des Einzugs mit der Geschwindigkeit der Folienanlage synchronisierte und die Zugbelastung der Folien regelte. Unsere neue Lösung arbeitet aber genauer, baut kompakter und gewährleistet vor allem einen optimalen Durchsatz und eine sehr hohe Mahlgut-Qualität“, erläutert Andreas Lanz.

Alternativ dazu lässt sich die Einzugsgeschwindigkeit immer auch manuell vorwählen. Außerdem offeriert Getecha für seine Einzugsmühlen verschiedene Regelsysteme zur Anpassung der Einzugsgeschwindigkeit – so etwa auch für die Inline-Zerkleinerung hinter der Extrusionslinie oder für die Zerkleinerung von Randstreifen.

Frisches Mahlgut für die Produktion
Alle drei Zerkleinerungslinien sowie eine weitere, vom Getecha-Engineering angepasste Mühle aus dem Pro-Pac-Bestand sind angeschlossen an eine Saug-Druck-Förderanlage (Getecha System GA 1000) mit Mahlgut- und Abluft-Entstaubung. Die Abluft wird über einen Zyklon abgeschieden und erst nach der Reinigung über Abluftfilter an die Umgebung abgegeben. Das Mahlgut aus dem Zyklon landet – dosiert über eine Zellenradschleuse – in Kundenbehältern, deren Füllstand von Ultraschallsensoren überwacht wird. Ist ein Behälter gefüllt, erfolgt eine optische Meldung und das Förderband der jeweiligen RS 45090 oder das Einzugssystem der RS 3012 E fahren herunter bis der Behälter ausgetauscht wurde. as

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