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Verfahrenstechnik 9/2024

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19098<br />

09<br />

August <strong>2024</strong><br />

€ 13,00<br />

TITEL<br />

10 Vorabscheider:<br />

Ab in die Vakuumzelle<br />

16 Getreideumschlag:<br />

Förderung gut fürs Brot<br />

28 Gasmonitoring:<br />

Luftqualität in der Cloud<br />

verfahrenstechnik.de


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EDITORIAL<br />

PACKENDE<br />

VERFAHRENSTECHNIK<br />

Liebe Lesende,<br />

was wäre die Welt ohne Verpackungen? Ich finde, nur die Hälfte –<br />

im wahrsten Sinne des Wortes. Es muss zwar nicht alles doppelt und<br />

dreifach verpackt werden und die Unverpacktläden sind eine sinnvolle<br />

Ergänzung des alltäglichen Lebens. Aber stellen Sie sich doch mal das<br />

leckere Stück Kuchen ohne Verpackung vor. Wenn ich das im Kaffee<br />

gleich genieße, ist eine Verpackung sinnfrei – aber wie gelangte der<br />

Kuchen in die Bäckerei? Da heutzutage die wenigsten Kaffees ihre<br />

süßen Versuchungen noch selbst herstellen, kommt das sehr oft von<br />

Großbäckereien/-konditoreien. Und eine unverpackte Torte mag sich<br />

vielleicht noch transportieren lassen, aber die komplette Auswahl, die<br />

eine gut sortierte Konditorei im Verkaufsprogramm hat? Eher weniger.<br />

Somit sollte nicht nur die Sahne-Schnitte in eine sichere Verpackung,<br />

sondern auch viele andere Produkte. Dies betrifft neben (leckeren)<br />

VERPACKUNG IST SCHUTZ<br />

UND VERKAUFSARGUMENT<br />

Dingen des Alltags<br />

auch Produkte aus der<br />

Chemie- und Pharmaindustrie.<br />

In dieser<br />

Ausgabe berichten wir unter anderem über die Formatverstellung an<br />

Maschinen, die Tuben herstellen – diese Produkte, in die dann Creme<br />

oder Zahnpasta rein kommt. Das ließe sich zwar grundsätzlich alles<br />

in einem Unverpacktgeschäft einkaufen, aber ich persönlich finde es<br />

praktischer, wenn ich mir die Tube kaufe und aus der dann komfortabel<br />

meine tägliche Ration rausquetsche.<br />

Neben dem reinen Produktschutz ist eine Verpackung übrigens auch<br />

designgewordene Verkaufsargumentation. Jeder der schon mal ein<br />

Produkt aus Cupertino ausgepackt hat, weiß wovon ich rede.<br />

Wie zuverlässig<br />

ist Ihre Prozessluft-Lösung<br />

wirklich?<br />

Effiziente, sichere<br />

und smarte Prozessluft-Lösungen<br />

Unverpackte, herzliche Grüße<br />

Guido Matthes<br />

Chefredakteur<br />

VERFAHRENSTECHNIK<br />

www.aerzen.com


42<br />

EDITORIAL<br />

03 Packende <strong>Verfahrenstechnik</strong><br />

PERSPEKTIVE<br />

06 Forscher optimieren Perfluorad-Verfahren<br />

NACHRICHTEN<br />

07 Aktuelles aus der Branche<br />

TITELSTORY<br />

10 Vorabscheider<br />

Ab in die Vakuumzelle<br />

VERFAHREN UND ANLAGEN<br />

14 Interview<br />

Die Reise hat begonnen<br />

16 Getreideumschlag<br />

Förderung gut fürs Brot<br />

18 Prozessleitsystem<br />

Kosten senken und Effizienz steigern<br />

19 Marktplatz: Produkte, Technologien, Trends<br />

TITEL<br />

10<br />

Fotini Koligioti arbeitet im<br />

Technical Customer Support<br />

– Measurement and Control<br />

Technology bei Prominent<br />

KOMPONENTEN UND SYSTEME<br />

20 Antrieb für Lebensmittelbranche<br />

Gerührt schmeckts besser<br />

22 Wasserstoffdichtheit berechnen<br />

Theorie in der Praxis<br />

26 Führungsstange für Kerzenfiltergehäuse<br />

Führung bleibt bei offenen Enden<br />

25 Marktplatz: Produkte, Technologien, Trends<br />

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN<br />

28 Gas- und Umweltmonitoring<br />

Luftqualität in der Cloud<br />

30 Überwachen sicherheitsgerichteter Analogsignale<br />

Sicher, auch bei extremen Umgebungen<br />

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BEILAGE<br />

Diese Ausgabe<br />

enthält eine<br />

Beilage von<br />

Easyfairs,<br />

München.<br />

Anzeige: Ruwac<br />

<br />

Erfahren Sie in unserem lesenswerten Fachbeitrag,<br />

welche Vorteile eine Vakuumzelle bietet<br />

4 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


BETRIEBSTECHNIK<br />

32 VOC-Messung bei Schleifmittelproduktion<br />

Sauber verbrannt<br />

34 Ethernet-APL<br />

Das Kabel bringts<br />

35 Marktplatz: Produkte, Technologien, Trends<br />

TRENDTHEMA VERPACKEN IN DER VT<br />

36 Roboter zum Abfüllen kleiner Chargen<br />

Gesundheit personalisiert verpackt<br />

38 Multi-Verpackung für Lebensmittel<br />

Fisch ohne Plastikschrumpffolie<br />

40 Digitale Positionsanzeigen<br />

Digital positioniert sich besser<br />

39 Marktplatz: Produkte, Technologien, Trends<br />

PERSÖNLICH<br />

42 INTERVIEW Ingenieurin Fotini Koligioti<br />

35 Impressum<br />

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BEILAGE<br />

Ein Teil dieser Ausgabe enthält eine<br />

Beilage von MEORGA, Dillingen.<br />

DIE REDAKTION EMPFIEHLT<br />

Schon Goethe meinte, „Grau,<br />

teurer Freund, ist alle Theorie“.<br />

Das dem nicht so ist, zeigt ein<br />

Unternehmen aus Idstein. Es<br />

befasste sich mit Berechnungen<br />

von Flanschverbindungen und<br />

Leckageklassen. Dafür gültige<br />

Werte gibt es für Helium, aber<br />

nicht für Wasserstoff. Klinger hat<br />

dies geändert. Seite 22<br />

Treibende Kraft in viele Anlagen<br />

zur Getreideförderung sind<br />

Aggregate aus Bargteheide. Die<br />

sorgen dafür, dass dann der<br />

Bäcker leckere Erzeugnisse<br />

herstellen kann. Denn vorm<br />

Genuss des Frühstücksbrötchens<br />

sind Maschinen und<br />

Anlagen involviert, die für<br />

unseren Genuss sorgen. Seite 16<br />

Roboter gibt es in so ziemlich<br />

allen Produktionsbereichen –<br />

auch immer mehr in der<br />

Pharmaindustrie. Dort sind<br />

zwar noch manuelle Bearbeitungsschritte<br />

notwendig, aber<br />

mittlerweile lassen sich viele<br />

Arbeiten an die Maschinen<br />

übergeben. Das senkt die<br />

Fehlerquote. Seite 36<br />

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PERSPEKTIVE<br />

FORSCHER OPTIMIEREN<br />

PERFLUORAD-VERFAHREN<br />

PFAS bergen Gefahren für Mensch und Umwelt.<br />

Mit der Aufbereitungstechnologie PerfluorAd<br />

haben Fraunhofer Umsicht und Cornelsen<br />

Umwelttechnologie ein marktreifes Verfahren<br />

entwickelt, das PFAS kostengünstig und<br />

effektiv aus wässrigen Medien entfernt.<br />

PFAS (Per- und Polyfluoralkylsubstanzen) sind in unzähligen<br />

Industrie- und Alltagsprodukten enthalten – ob in<br />

Medizintechnik, Feuerwehrlöschschäumen oder auch in<br />

Li-Ionen-Batterien sowie in Textilien, Kosmetika und Verpackungen.<br />

Über die Luft und Abwässer können sie in die Umwelt<br />

gelangen und so Böden und Wasser kontaminieren. Von<br />

dort geht es in die Nahrungskette und letztendlich in den<br />

menschlichen Organismus. Die human- und ökotoxikologischen<br />

Wirkungen der über 10.000 verschiedene Chemikalien<br />

umfassenden Stoffgruppe sind eindeutig belegt. Aktuell fehlen<br />

für viele Anwendungen jedoch noch Alternativen.<br />

Bereits seit 2008 arbeiten Fraunhofer Umsicht und Cornelsen<br />

gemeinsam an der Beseitigung von PFAS aus kontaminiertem<br />

Wasser und Abwasser. Die Kooperation führte zur Entwicklung des<br />

patentgeschützten PerfluorAd-Verfahrens, um speziell Medien<br />

wie Löschwasser, die erhöhte PFAS-Konzentrationen und/oder<br />

hohe organische Hintergrundgehalte aufweisen, wirtschaftlich<br />

aufzureinigen. Aber auch viele weitere Wasseraufbereitungsprojekte<br />

und Dekontaminierungen von PFAS-belasteten Systemen<br />

wurden bereits durchgeführt. Dabei wird je nach Anwendungsfall<br />

der PFAS-spezifische Ausfällungsprozess des PerfluorAd-Verfahrens<br />

mit etablierten Aufbereitungstechnologien wie Ionenaustausch,<br />

Membranverfahren oder Aktivkohleadsorption kombiniert.<br />

Das Ergebnis ist eine Minimierung der Gesamtmenge des zu<br />

entsorgenden PFAS-Abfalls.<br />

Mit dem Start des neuen Vorhabens wird das PerfluorAd-Verfahren<br />

nun weiterentwickelt. In den nächsten drei Jahren werden<br />

im Rahmen von Perfluor.Dat sowohl der PFAS-spezifische Ausfällungsprozess<br />

als auch der Abtrennungsschritt für den PFAS-haltigen<br />

Niederschlag intensiviert. Zum Einsatz kommen dabei einerseits<br />

funktionale Co-Additive, andererseits neue analytische<br />

Methoden zur Prozessüberwachung und -kontrolle. Des Weiteren<br />

werden auch die in den vergangenen Jahren angefallenen Prozessdaten<br />

aus unterschiedlichsten Anwendungsfällen analysiert.<br />

Bestenfalls resultiert hieraus ein Prozessmodell, das durch Untersuchungen<br />

in einem mobilen Versuchsreaktor verifiziert werden<br />

kann.<br />

Beim Kick-off-Treffen von Perfluor.Dat wurden drei Fachgruppen<br />

gebildet. Dr. Stefano Bruzzano, der Projektkoordinator von<br />

Fraunhofer Umsicht, betont die Bedeutung des Vorhabens: „Wir<br />

haben durch das neue F&E-Vorhaben die Weichen stellen können,<br />

um unser PerfluorAd-Verfahren für die Zukunft noch leistungsfähiger<br />

und flexibler zu gestalten.“ Dabei haben die Beteiligten<br />

längst nicht nur die nationalen Anwendungsfälle und den<br />

hiesigen Markt im Blick. Die Erkenntnisse aus Perfluor.Dat sollen<br />

auch die zunehmende Internationalisierung des PerfluorAd-Verfahrens<br />

unterstützen, die zum Teil unter deutlich veränderten<br />

Rahmenbedingungen erfolgt.<br />

Bild: Cornelsen Umwelttechnologie<br />

www.umsicht.fraunhofer.de<br />

6 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


NACHRICHTEN<br />

MESSEDUO AM START: SOLIDS UND RECYCLING-<br />

TECHNIK PUNKTET MIT WEITEREN HIGHLIGHTS<br />

Wenn am 9. und 10. Oktober <strong>2024</strong> die Fachmessen Solids und<br />

Recycling-Technik in Dortmund wieder ihre Tore für die Fachwelt der<br />

Schüttgut- und Recyclingtechnik öffnen, zeigen sie sich mit drei<br />

neuen Formaten einmal mehr als Impulsgeber der Branchen. Der<br />

zusätzliche Ausstellungsbereich zur Prozessautomatisierung baut<br />

auf ein weiteres, für die Sparten bedeutendes Topthema und die<br />

exklusive Start-up Area setzt erstmals findige Jungunternehmen in<br />

Szene. Auch der Hackathon Bulk Masters, das dritte Highlight im<br />

Bunde, bringt frischen Wind auf den Dortmunder Branchentreff. Mit<br />

den Themenschwerpunkten<br />

Food goes<br />

Powder und Young<br />

Professionales entwickeln<br />

hier junge Talente<br />

außergewöhnliche<br />

Lösungen für die<br />

brandaktuellen Fragestellungen<br />

der<br />

Challenge-Geber. Schon<br />

jetzt wird deutlich, dass sich ein Besuch auf den Technologiemessen<br />

im Herbst wieder lohnt. Die Online-Registrierung der Solids und<br />

Recycling-Technik in Dortmund am 09. und 10. Oktober <strong>2024</strong> ist<br />

geöffnet. Sichern Sie sich jetzt Ihr kostenfreies Messeticket mit dem<br />

Code 1623 unter www.solids-recycling-technik.de/tickets<br />

www.solids-recycling-technik.de<br />

50 %<br />

der Kinder und Jugendlichen<br />

waren Anfang 2023 in Sportvereinen.<br />

In Zahlen bedeutet das:<br />

knapp 7,6 Millionen der rund<br />

15,1 Millionen Kinder und Jugendlichen<br />

unter 19 Jahren.<br />

Quelle: Destatis<br />

5 %<br />

der Bevölkerung im Alter von<br />

16 bis 74 Jahren in Deutschland<br />

sind (immer noch) offline. Das<br />

heißt, 3,1 Millionen Menschen<br />

waren noch nie im Internet.<br />

Quelle: Destatis<br />

TOP 100-AWARD FÜR WERMA<br />

Würdigung auf dem Deutschen Mittelstands-Summit: Ranga Yogeshwar<br />

gratulierte auch Werma Signaltechnik aus Rietheim-Weilheim zu ihrer<br />

Auszeichnung mit dem TOP 100-Siegel. In dem wissenschaftlichen<br />

Auswahlverfahren überzeugte Werma in der Größenklasse C (über 200<br />

Mitarbeiter) besonders in der Kategorie „Innovationsförderndes Top-Management“.<br />

Der Signaltechnikhersteller setzte sich Anfang des Jahres in<br />

dem wissenschaftlichen Auswahlverfahren durch und gehört zum<br />

sechsten Mal zu den Top-Innovatoren. Das Unternehmen aus Süddeutschland<br />

hat sich die Entwicklung optischer und akustischer Signalgeräte<br />

spezialisiert sowie verwandte Systeme zur Prozessoptimierung für die Industrie und Logistik. Dabei wird bei Werma<br />

weitergedacht: Durch die Vernetzung von Signalgeräten entstehen Lösungen, die Anwendern helfen sollen, schnell und<br />

einfach Prozesse in der Produktion, Logistik und Montage zu analysieren und nachhaltig zu optimieren.<br />

www.werma.com<br />

MSR-SPEZIALMESSE IN BOCHUM<br />

Meorga veranstaltet am 30. Oktober <strong>2024</strong> im Ruhrcongress in Bochum eine<br />

Fachmesse für Mess-, Steuerungs- und Regeltechnik, Prozessleitsysteme und<br />

Automatisierungstechnik. Auf der Fachmesse zeigen rund 150 Fachfirmen (laut<br />

Veranstalter darunter die Marktführer der Branche) ihr Leistungsspektrum,<br />

Geräte und Systeme, Engineering- und Serviceleistungen sowie neue Trends im<br />

Bereich der Automatisierung. Darüber hinaus können sich die Besucher in<br />

36 praxisnahen Fachvorträgen umfassend über den aktuellen Stand der MSR-<br />

Technik informieren. Die Messe wendet sich an Fachleute und Entscheidungsträger, die in ihren Unternehmen für die<br />

Optimierung der Geschäfts- und Produktionsprozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette verantwortlich sind. Die<br />

erforderliche Besucherregistrierung erfolgt über die Webseite des Veranstalters. Anschließend wird der Besucherausweis<br />

mit QR-Code zur Verfügung gestellt, der zum kostenfreien Eintritt berechtigt.<br />

www.meorga.de<br />

www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 7


SEMINARE, TAGUNGEN, KURSE<br />

VERANSTALTUNG<br />

Veranstaltung IGR-Erfahrungsaustausch<br />

www.igrtechnik.com<br />

Fachlehrgang Projektmanagement<br />

www.vdi-fortbildung.de/seminare<br />

Tagung 28. Fachtagung Schüttgutfördertechnik<br />

www.mec.ed.tum.de<br />

Messe Solids<br />

www.solids-recycling-technik.de<br />

DATUM, ORT<br />

04.09. + 05.09.<strong>2024</strong><br />

Tagungszentrum Mörfelden<br />

2 x 4 Termine, ab 26.09.<strong>2024</strong><br />

VDI-Haus, Stuttgart<br />

18. + 19.09.<strong>2024</strong><br />

Garching bei München (TUM)<br />

09. + 10.10.<strong>2024</strong><br />

Messe Dortmund<br />

SWIRL UND VORTEX MIT<br />

FIELDCOMM-ZERTIFIKAT<br />

„Je länger ein System im Einsatz ist,<br />

desto weniger Umweltauswirkungen<br />

hat sein Transport.“<br />

Kate Monks, Leiterin der Abteilung Qualität und<br />

Regulierung bei Knauer (Bild: Knauer)<br />

KOLIBRI HEISST JETZT PRESSURESUITE<br />

Aufgrund eines Markenkonflikts darf<br />

Keller Druckmesstechnik den Softwarenamen<br />

Kolibri ab 2025 nicht<br />

mehr weiterverwenden. Dies nutzt das<br />

Unternehmen und stimmt den neuen<br />

Softwarenamen Pressuresuite noch<br />

explizierter auf das Produkt ab. Somit wurde ab 1. Juli <strong>2024</strong> eine klare<br />

Verbindung zur Funktionalität der Software und den digitalen Drucksensoren<br />

des Unternehmens hergestellt. Die Software ist die zentrale Benutzeroberfläche<br />

und vereint eine Reihe unterschiedlichster Funktionen wie die<br />

Konfiguration und Prüfung der Drucksensordaten, das Auslesen, Organisieren<br />

und Exportieren der analysierten Daten sowie deren grafische Aufbereitung.<br />

Die Versionen für die Cloud und die für den Desktop sind ab sofort<br />

verfügbar. Die mobile Version wird zu einem späteren Zeitpunkt in einer<br />

überarbeiteten Version verfügbar sein.<br />

www.keller-druck.com<br />

Die Durchflussmesser FSS300 Swirl und<br />

SV400 Vortex von ABB sind laut Unternehmen<br />

die ersten Geräte auf dem<br />

Markt, die von der Fieldcomm Group das<br />

Physical-Layer-Zertifikat erhalten haben.<br />

Die Fieldcomm Group hat nach einer<br />

umfangreichen Testserie den ersten mit<br />

Ethernet-APL-Kommunikationsschnittstellen<br />

ausgestatteten Durchflussmessern<br />

Vortexmaster FSV400 und<br />

Swirlmaster FSS400 von ABB das<br />

Physical-Layer-Zertifikat verliehen.<br />

Vortex und Swirl-Durchflussmesser sind<br />

in der <strong>Verfahrenstechnik</strong> weit verbreitet.<br />

Ethernet-APL, das neueste Mitglied in<br />

der Ethernet-Familie, bietet vollständige<br />

Ethernet- und TCP/IP-Konnektivität in<br />

gefährlichen Umgebungen wie in<br />

chemischen Fabriken, Öl- und Gasbetrieben<br />

und Wasserstoffanlagen. Somit<br />

soll das Ethernet-APL-Zertifikat die<br />

Produktqualität für Prozessinstrumente<br />

sichert und eine zuverlässige Interoperabilität<br />

in industriellen Kommunikationsnetzwerken.<br />

Die Ethernet-APL-Kommunikationstechnologie<br />

unterstützt<br />

Fertigungsunternehmen bei der Verbesserung<br />

ihrer betrieblichen Abläufe.<br />

www.abb.com<br />

NEUER GESCHÄFTSFÜHRER BEI BHS<br />

BHS-Sonthofen Inc. ernannt Garrett Bergquist mit Wirkung vom 8. Juli<br />

<strong>2024</strong> zum neuen Geschäftsführer. Das Unternehmen in Charlotte, North<br />

Carolina (USA) ist eine hundertprozentige Tochtergesellschaft von<br />

BHS-Sonthofen. Bergquist verfügt über langjährige Branchenerfahrung<br />

und blickt auf zahlreiche Erfolge in Filtration und Engineering zurück. An<br />

der University of South Carolina erwarb er einen Bachelor of Science in<br />

Chemieingenieurwesen. Anschließend begann er seine Karriere als<br />

Verfahrensingenieur bei Celgard, LLC. Im Jahr 2014 wechselte er zu<br />

BHS-Sonthofen Inc. und verantwortete als Verfahrensingenieur zunächst<br />

Labor- und Pilotversuche. Zu seinen weiteren Aufgaben zählte die Auswahl von Filtrationsanlagen sowie deren Dimensionierung,<br />

Scale-up, Inbetriebnahme und Fehlerbehebung. Während dieser Zeit wurde der größte Taktbandfilter, der je in der<br />

BHS Unternehmensgruppe hergestellt wurde, verkauft. Bis zum Ende seiner ersten Zeit bei BHS 2021 stieg er zum Vertriebsingenieur<br />

für die Abteilung Prozesstechnik auf.<br />

www.bhs-sonthofen.de<br />

8 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


SENSOR GEWINNT RED DOT DESIGN<br />

AWARD<br />

<strong>2024</strong> wurde der Drucksensor PQ Cube von ifm für pneumatische<br />

Anwendungen mit dem Red Dot Design Award<br />

prämiert. Überzeugt haben die Jury das puristische Design,<br />

die intuitive Bedienung und das vielseitige Zubehör. Die<br />

robuste Messzelle und das vollgrafische TFT-Display sind<br />

laut Hersteller Alleinstellungsmerkmale des Sensors. Für<br />

Martin Schmidt,<br />

Senior Industrial<br />

Designer bei ifm,<br />

ist die Auszeichnung<br />

eine<br />

besondere<br />

Bestätigung: „Ich<br />

durfte bereits zu<br />

Beginn meine<br />

Expertise in die<br />

Grundlagen mit einbringen und das Projekt bis zum Ende<br />

begleiten.“ Beim Sensor zeigt ein TFT-Display die Prozesswerte<br />

an und Schaltpunkte werden über LEDs signalisiert.<br />

Die Inbetriebnahme erfolgt über den mitgelieferten<br />

Installations-Wizard. Sollte etwas angepasst werden<br />

müssen, ist die Änderung über IO-Link oder direkt am Gerät<br />

möglich. Der PQ Cube wird unter anderem in der Druckluftaufbereitung<br />

oder der Überwachung und Messung des<br />

Systemdrucks verwendet.<br />

www.ifm.com<br />

13TH INTERNATIONAL<br />

VALVE TRADE FAIR &<br />

CONFERENCE<br />

MAKE YOUR<br />

BUSINESS<br />

FLOW<br />

AUCOTEC MIT WEITEREM REKORDJAHR<br />

Das Softwareunternehmen Aucotec hat sein vergangenes<br />

Geschäftsjahr, das Ende März endete, mit einem weiteren<br />

Umsatzrekord abgeschlossen. Rund 29 Millionen Euro<br />

stehen zu Buche – das sind mehr als 13 % als im Vorjahr,<br />

dem bisherigen Umsatzrekord des Spezialisten für Engineering<br />

Software aus Isernhagen bei Hannover. Die<br />

Auftragseingänge stiegen um etwas mehr als 9 % und<br />

liegen heute bei<br />

rund 40 Millionen<br />

Euro. Für<br />

Aucotec sind das<br />

positive Signale<br />

für das kommende<br />

Jahr, das<br />

ein besonderes<br />

wird: 2025 wird<br />

die Firma<br />

40 Jahre alt. In<br />

diesen 40 Jahren<br />

hat Aucotec Produkten und Lösungen in vielen Industrien<br />

ermöglicht. Die Software Engineering Base beispielsweise<br />

ist einerseits seit Jahren im Markt etabliert, andererseits<br />

meistert die Plattform durch stetige Erweiterungen immer<br />

neue Anforderungen. Besonders hervorzuheben sind laut<br />

Aucotec die Einsätze von Engineering Base bei international<br />

agierenden Kunden, die Vorreiter in Sachen Dekarbonisierung<br />

und beim Ausbau der Energienetze sind.<br />

(Bild: Uwe Vogt, Aucotec-Vorstandsmitglied)<br />

www.aucotec.com<br />

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10 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de<br />

VORABSCHEIDER<br />

SAUGGUT: AB IN<br />

DIE VAKUUMZELLE


VERFAHREN UND ANLAGEN<br />

Welche Vorteile bietet eine Vakuumzelle im<br />

Vergleich zu anderen Bauarten von Vorabscheidern?<br />

Erste Anwendungen der von Ruwac<br />

entwickelten Vakuumzelle geben laut<br />

Hersteller klare Antworten auf diese Frage. Der<br />

Aufwand sowohl beim Service als auch bei der<br />

Entsorgung des Sauggutes fällt deutlich<br />

geringer aus.<br />

Mit der Vakuumzelle hat Ruwac das Produktportfolio<br />

der Industriesauger, Entstauber, Vorabscheider und<br />

zentralen Absauganlagen um eine zusätzliche Variante<br />

ergänzt. Ihre äußere Erscheinung erlaubt kaum<br />

Rückschlüsse auf die Funktion: Zu sehen ist nur ein kubisches<br />

Gehäuse. Darin befindet sich (in der Basisversion) ein Big Bag<br />

mit 1 m 3 Fassungsvermögen.<br />

ABSCHEIDEN VON SAUGGUT OHNE<br />

AUSTRAGSORGAN<br />

Gegenüber der Umgebung ist die Zelle hermetisch abgedichtet.<br />

Mit dem zugehörigen Industriesauger ist sie über ein Schlauchsystem<br />

verbunden. Der notwendige, permanente Vakuumausgleich<br />

wird durch eine zusätzliche Schlauchverbindung an der<br />

NOCH WIRKUNGSVOLLER IST DIE<br />

VAKUUMZELLE IN KOMBINATION<br />

MIT EINEM KOMPAKTEN ZYKLON-<br />

ABSCHEIDER<br />

Vakuumzelle ermöglicht. Dadurch entsteht im Saugbetrieb der<br />

gleiche Unterdruck in der Vakuumzelle. Wenn es diesen Unterdruck<br />

nicht gäbe, könnte der Big Bag sich nicht entfalten, sondern<br />

würde vom Saugaggregat angesaugt.<br />

Das Vakuum im Zellengehäuse, somit auch im hängenden Big<br />

Bag, schafft die Voraussetzung dafür, dass die abgeschiedenen<br />

Partikel ohne ein separates Austragsorgan wie eine Zellenradschleuse<br />

oder eine Doppelpendelklappe in den Sauggutbehälter<br />

gelangen können.<br />

MIT ZYKLONABSCHEIDER BESONDERS<br />

WIRKUNGSVOLL<br />

Besonders wirkungsvoll ist die Vakuumzelle in Kombination mit<br />

einem kompakten Zyklonabscheider, der Staubpartikel aus dem<br />

Saugstrom abscheidet. Je nach Sauggut kommt ein kompakter<br />

Dom-Zyklon oder ein Hochgeschwindigkeitszyklon (HGZ) zum<br />

Einsatz. Diese Partikel sammeln sich dann im Big Bag. Da der in<br />

der Vakuumzelle auf einer Palette steht, kann er einfach mit einem<br />

Hubwagen ausgetauscht werden. Neben der Variante für einen<br />

1 m 3 -Big Bag steht auch eine nochmals kompaktere Version<br />

für kleinere Sammelbehälter zur Auswahl.<br />

www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 11


VERFAHREN UND ANLAGEN<br />

01 02<br />

KOMBINATION MIT VERSCHIEDENEN<br />

SAUGERTYPEN<br />

Die Vakuumzelle lässt sich in Kombination mit verschiedenen Industriesaugern<br />

einsetzen – in der Regel mit größeren Modellen,<br />

zum Beispiel aus der DA5-Serie oder mit zentralen Absauganlagen.<br />

Die Zelle entlastet den Industriesauger und ermöglicht damit<br />

längere Filterstandzeiten sowie eine seltenere Entleerung des<br />

Sammelbehälters im Sauger. Und weil kein Austragsorgan erforderlich<br />

ist, sondern der Austrag des abgeschiedenen Materials<br />

durch das Vakuum erreicht wird, handelt es sich um eine ebenso<br />

einfache wie elegante, wartungsarme und verschleißfreie Lösung<br />

der Abscheidung größerer Sauggutmengen.<br />

PRAXISBEISPIEL<br />

Ein aktuelles Anwendungsbeispiel zeigt den Nutzen einer Vakuumzelle<br />

– und es zeigt, dass sich diese Art der Sauggutsammlung<br />

auch für die Nachrüstung eignet. Ein Hersteller von Dämmstoffen<br />

verwendet als Grundstoff unter anderem geschmolzenes Altglas<br />

und hat im Zuge einer Werksmodernisierung auch die Betriebsreinigung<br />

in diesem Bereich erneuert.<br />

Bisher kam hier, für die Reinigung auf fünf Ebenen einer sehr<br />

großen Produktionsanlage, bereits eine zentrale Absauganlage<br />

von Ruwac zum Einsatz. Die Saugleistung wird von einem<br />

DA 5112 bereitgestellt – einem leistungsstarken Industriesauger<br />

mit 11 kW-Direktantrieb. Das Sauggut besteht im Wesentlichen<br />

aus kleinen Glassplittern und -scherben sowie aus Stäuben von<br />

mineralischen Zugabestoffen.<br />

WUNSCH NACH GRÖSSEREM<br />

SAMMELBEHÄLTER FÜR SAUGGUT<br />

01 Bequem und mühelos: So lassen sich die Filterkästen<br />

der Pulverkabinen komfortabel entleeren<br />

02 Links im Hintergrund: Die Vakuumzelle, daneben die zentrale<br />

Absauganlage, die die Betriebsreinigung auf mehreren Ebenen<br />

eines großen Produktionsbereichs ermöglicht<br />

03 Die nachgerüstete Vakuumzelle erleichtert die Rückführung<br />

des aufgesaugten Recyclingmaterials in den Produktionsprozess<br />

Mit der beschriebenen Lösung waren die Verantwortlichen<br />

durchaus zufrieden, aber es gab doch einen Verbesserungswunsch.<br />

Der tonnenförmige Sammelbehälter mit einem Fassungsvermögen<br />

von 150 kg musste häufig entleert werden – teilweise<br />

mehrfach pro Reinigungszyklus, wenn die zentrale Absauganlage<br />

die ganze Halle samt Anlagen auf allen Ebenen absaugte.<br />

Das war, auch in Anbetracht des Gewichtes der Glasscherben,<br />

mit einigem Aufwand verbunden.<br />

Eben dieser Aufwand entfällt nun, weil als Vorabscheider eine<br />

Vakuumzelle nachgerüstet wurde. Wenn der Big Bag voll ist, wird<br />

er mit dem Hubwagen entnommen, mit einem Kran angehoben<br />

und über einem Silo entleert. So kann das Material dem Schmelzprozess<br />

wieder zugeführt werden. Dieser Vorgang ist nun nur noch<br />

einmal pro Woche nötig – eine ganz schöne Arbeitserleichterung.<br />

WEITERES PRAXISBEISPIEL<br />

Auch der Baumaschinenhersteller Bomag nutzt im Werk Polch,<br />

Rheinland-Pfalz eine Vakuumzelle in Kombination mit einer<br />

zentralen Absauganlage – hier allerdings im Zuge einer kompletten<br />

Neuinstallation. Die Anlage befindet sich in der Pulverbeschichtung:<br />

An den Handkabinen für die Pulverbeschichtung, in<br />

denen kleinere Maschinenteile beschichtet oder Sonderfarben<br />

verarbeitet werden.<br />

Jede der sechs Kabinen ist mit einem Filterkasten ausgestattet,<br />

in dem sich das überschüssige und abgesaugte Pulver aus dem<br />

Beschichtungsprozess sammelt. Diese Kästen mussten regelmäßig<br />

manuell, mit einer Schaufel, entleert werden, was jede Woche<br />

etwa drei Mannstunden erforderte, weil bei voll ausgelasteter<br />

Pulverbeschichtung rund 300 bis 400 Kilo Pulver anfallen.<br />

12 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


VERFAHREN UND ANLAGEN<br />

03<br />

GUTE KOMBINATION: ZENTRALE ABSAUGUNG<br />

MIT VAKUUMZELLE<br />

Diese Aufgabe wollten die Entscheider vereinfachen. Erreicht<br />

wird dieses Ziel mit einer zentralen Absauganlage mit 60 Metern<br />

Rohrleitung und mehreren Anschlüssen für das Aussaugen der<br />

jeweils nächstgelegenen Filterkästen. Die Saugleistung ist so bemessen,<br />

dass zwei Saugstellen gleichzeitig in Betrieb sein können.<br />

Sobald der Bediener den Saugschlauch anschließt, schaltet<br />

sich die Anlage ein. Das Pulver wird von der separat angeordneten<br />

Antriebs-Einheit abgesaugt und in die Filtereinheit geführt.<br />

Dort wird die Luft von den Pulveranteilen getrennt, und das Pulver<br />

gelangt dann in die Vakuumzelle mit 0,6 m 3 -Big Bag.<br />

FAZIT: DIE BESSERE LÖSUNG<br />

Grundsätzlich wäre bei dieser Anwendung auch ein konventioneller<br />

mobiler Industriesauger mit einem separaten Vorabscheider<br />

– eine ganz übliche Lösung – möglich gewesen. Nur: Eine gefüllte<br />

Vorabscheider-Tonne mit 250 Liter Volumen wäre schwer<br />

handhabbar und noch schwerer zu entleeren gewesen, zumal sich<br />

das Pulver im Behälter noch komprimiert. Da ist die Vakuumzelle<br />

die eindeutig bessere Lösung. So sehen es auch die Verantwortlichen<br />

bei Bomag: „Die Absauganlage ist leistungsstark, die Mitarbeiter<br />

arbeiten sehr gern damit, und sowohl das Entleeren der Filterkästen<br />

als auch der Abtransport des im Big Bag gesammelten<br />

Sauggutes lassen sich schnell und komfortabel erledigen“.<br />

Bilder: Ruwac<br />

www.ruwac.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

Ruwac Industriesauger GmbH,<br />

Westhoyeler Straße 25, 49328 Melle,<br />

Tel. 05226 9830-0<br />

E-Mail: ruwac@ruwac.de<br />

04 In ganzer Pracht: Mit der Vakuumzelle gibt es einen<br />

Vorabscheider, der ohne separates Austragsorgan auskommt<br />

AUTOR<br />

Heiko Holtkamp, Technischer Produktmanager,<br />

Ruwac Industriesauger GmbH,<br />

Melle<br />

www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 13


INTERVIEW MIT FETTE COMPACTING: VOM REINEN MASCHINENBAUER ZUM<br />

UMFASSENDEN PROZESSPARTNER<br />

DIE REISE HAT BEGONNEN<br />

Wer stehen bleibt, geht irgendwann rückwärts.<br />

Nie war dieses Sprichwort so passend wie heute.<br />

Wir befinden uns in einer Zeit des ständigen<br />

Wandels. Das hat auch ein etablierter Tablettenproduzent<br />

erkannt und sich auf eine Reise<br />

begeben. Im Interview gibt der CEO von Fette<br />

Compacting das Ziel vor.<br />

Herr Dittrich, Sie sagten auf der Achema, dass ihr Unternehmen<br />

sich auf eine Reise begeben hat. Sind alle Koffer gepackt? Und<br />

wo soll sie hingehen?<br />

JOACHIM DITTRICH: „Ja, als Tablettierspezialist haben wir uns auf<br />

eine Reise begeben, auf der wir für unsere Kunden zu einem<br />

Prozesspartner für die Formulierungsentwicklung über die Auswahl<br />

der passenden Prozesstechnologie bis zur laufenden Produktion<br />

werden. Mit unserem neuen strategischen Ansatz stehen<br />

wir Kunden viel umfassender zur Seite. Wir steigen viel eher in<br />

den Prozess ein, nämlich bereits in der Forschung und Entwicklung<br />

und begleiten den Kunden weiterhin bis zur Produktion.<br />

Werden wir frühzeitig im Prozess eingebunden und können uns<br />

eng mit unserem Kunden austauschen, besteht die Möglichkeit,<br />

das technologische Potenzial zur Verarbeitung eines Pulvers voll<br />

auszuschöpfen. Dies erlaubt eine zielgerichtetere, kürzere Entwicklungszeit<br />

und später eine effizientere kommerzielle Produktion.<br />

Dieses Potential möchten wir gemeinsam mit dem Anwender<br />

heben. Somit geht unsere Reise von einem vertieften Prozessverständnis<br />

und der Formulierungsentwicklung im Labor bis<br />

zum Continuous Manufacturing. Und die Reise wird spannend!“<br />

Das bedeutet, Sie bündeln ihr Expertenwissen für den<br />

gesamten Prozess und sind zukünftig Entwicklungspartner?<br />

JOACHIM DITTRICH: „Genau! Mit den Leistungen in der Prozessentwicklung<br />

und Laboranalyse verfolgen wir das Ziel, das<br />

optimale Verfahren und die effizienteste Maschinenkonfiguration<br />

für spezielle Produkte zu liefern. Das umfasst den gesamten<br />

Produktlebenszyklus und bezieht alle Verfahren ein, Continuous<br />

Manufacturing ebenso wie Batch-to-Batch. Dafür haben wir<br />

über sieben Jahrzehnte lang unser Prozesswissen in einer Datenbank<br />

(Qualified Expert Database, QED) kumuliert, die stetig<br />

mit neuen Erkenntnissen angereichert wird. Auf dieser digitalen<br />

Basis lassen sich Prozesse schneller und unter weniger Materialeinsatz<br />

entwicklen. Ein klarer Kostenvorteil in der teuren<br />

Entwicklung von Arzneimitteln. Mit QED können Anwender<br />

Prozesse vorab nachbilden und kritische Qualitätsmerkmale<br />

von Formulierungen analysieren. Dieses Zusammenspiel aus<br />

Materialanalyse, Prozesswissen (QED) und Testgeräten (Emulatoren)<br />

ebnet den Weg, um gemeinsam optimale, materialschonende<br />

Verfahren zu entwickeln.“<br />

Das hört sich sehr gut an. Aber wie möchten Sie den Labormaßstab<br />

unter Berücksichtigung des Quality-by-Design-Ansatzes in<br />

ein Serviceangebot umsetzen?<br />

14 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


VERFAHREN UND ANLAGEN<br />

Kompakt, effizient und einfach: Die kontinuierliche<br />

Direktverpressungsanlage mit geschlossener Dosier-Misch-Einheit<br />

FE CPS (rechts), Rundläufertablettenpresse (links)<br />

und zentralem Bedienterminal (Mitte)<br />

JOACHIM DITTRICH: „An die Prozessemulationen schließen<br />

sich mit Lab Solutions zahlreiche Labordienstleistungen und<br />

-geräte für die Material- und Tablettencharakterisierung an,<br />

durch die ein tiefes Produkt- und Prozessverständnis entsteht.<br />

Erst mit diesem Wissen wird von der Entwicklungsphase bis zur<br />

laufenden Produktion ein Quality-by-Design-Ansatz möglich.<br />

Im Mittelpunkt stehen kritische Materialeigenschaften (CMAs),<br />

die die Produktqualität maßgeblich beeinflussen. Durch Verknüpfung<br />

der CMAs mit den kritischen Prozessparametern<br />

(CPPs) versetzt Lab Solutions Anwender in die Lage, robustere<br />

Prozesse zu entwickeln und eine gleichbleibend hohe Qualität<br />

zu sichern. Das zugehörige System mit Pulververdichtungsanalyseeinheiten<br />

der F Lab Serie und weiteren Komponenten stellten<br />

wir auf der Achema ausführlich vor.“<br />

Nun haben Sie den Anwender bei der Entwicklung und dem<br />

Laborprozess unterstützt. Die anschließende Produktion kennt<br />

man von Fette Compacting. Oder gibt es auch in diesem<br />

Bereich etwas Neues?<br />

JOACHIM DITTRICH: „Unbedingt! Wir liefern nach den oben<br />

genannten Prozessen anschließend ein schlüsselfertiges System<br />

für die kontinuierliche Tablettierung. Denn bei den Produktionstechnologien<br />

ist das Verfahren des Continuous Manufacturing<br />

für uns mittlerweile State-of-the-Art. Wir haben die<br />

kontinuierliche Direktverpressung von Grund auf neu gedacht<br />

und das Verarbeitungssystem FE CPS (Continuous Processing<br />

System) zur Marktreife geführt. Verglichen mit granulationsbasierten<br />

Produktionen entfallen mehrere Schritte, weshalb<br />

Platzbedarf und Energieaufwand sinken und der Prozess insgesamt<br />

schlanker und nachhaltiger wird. Die Sensorik zur Qualitätskontrolle<br />

wurde vollständig in die Anlage und deren Steuerung<br />

integriert. Bei dieser eingebetteten Prozessanalysetechnik<br />

(ePAT) überwachen hochentwickelte Sensoren durchgehend<br />

die wichtigsten Qualitätsmerkmale. Mit unseren Systemen FE<br />

CPS und ePAT erleben Anwender bereits heute eine schlüsselfertige<br />

Gesamtlösung für die Tablettenproduktion.“<br />

Das Reiseziel lautet also zum Prozesspartner zu werden?<br />

JOACHIM DITTRICH: „Ganz genau. Auf der Achema steckten wir<br />

das Ziel fest, denn wir haben unsere Strategie neu gedacht: Ab<br />

sofort positionieren wir uns als umfassender Prozesspartner<br />

unserer Kunden für ganzheitliche und zukunftsfähige Lösungen<br />

in der OSD-Produktion. Wir bieten unseren Kunden eine echte<br />

TABLETTIERUNG DER NÄCHSTEN<br />

GENERATION<br />

Sein Kerngeschäft vernachlässigt der Hersteller jedoch<br />

weiterhin nicht: Auf der Achema <strong>2024</strong> zeigte Fette<br />

Compacting alle drei Modelle der neuen i Serie (F10i, F20i<br />

und F30i - siehe Bild). Diese Tablettenpressen basieren<br />

auf einer gemeinsamen Technologieplattform, sind<br />

generationenübergreifend systemkompatibel und für<br />

modernste digitale Produktionsumfelder geeignet.<br />

Außerdem präsentierte das Unternehmen auf einem<br />

eigenen Messestand seine Komplettlösungen für das<br />

Werkzeug- und Ersatzteilmanagement. Dazu gehört<br />

insbesondere das modulare Handling- und Pflegesystem<br />

Easycare für Tablettierwerkzeuge.<br />

Technologiepartnerschaft, welche ein weites und hochgradig<br />

innovatives Feld von Prozessen, Analysetools, Produktionstechnologien<br />

und Services bietet. Unser gesamtes unternehmerisches<br />

Handeln ist auf die Gesundheit und eine Verbesserung der<br />

Lebensqualität von Menschen überall auf der Welt ausgerichtet.<br />

Dies spiegelt unsere Unternehmensphilosopie ‚Together – for<br />

quality of life‘. Gleichzeitig unterstützen wir unsere Kunden<br />

durch die Entwicklung energiesparend ausgelegte Maschinen,<br />

welche Verluste wertvoller pharmazeutischen Materialien reduzieren<br />

sowie durch digitalisierte Prozesse und Serviceleistungen<br />

auf ihrem Weg zu einer nachhaltigeren Produktion. Wenn wir<br />

beispielsweise Vorhersagen in der Entwicklung tätigen, lässt<br />

sich das Setup einer Maschine weltweit online einstellen, dies<br />

ermöglicht einen reduzierten Ausschuss und sorgt zugleich für<br />

weniger Dienstreisen, also verringert sich der CO 2<br />

-Fußabdruck.<br />

Bilder: Fette Compacting<br />

DAS INTERVIEW FÜHRTE GUIDO MATTHES, CHEFREDAKTEUR<br />

DER VERFAHRENSTECHNIK<br />

www.fette-compacting.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Fette Compacting GmbH<br />

Grabauer Straße 24<br />

21493 Schwarzenbek<br />

Tel. 04151 120<br />

E-Mail: tablet@fette-compacting.com<br />

www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 15


GETRIEBEMOTOREN FÜR GETREIDEUMSCHLAG<br />

DIESE FÖRDERUNG<br />

IST GUT FÜRS BROT<br />

Ein dänischer Spezialist projektiert und baut Logistikanlagen für Schüttgüter wie<br />

Getreide, Ölsaaten und Futtermittel. Damit diese Materialien fachgerecht und<br />

schonend transportiert werden, vertrauen die Dänen auf Produkte aus Bargteheide.<br />

Fredericia Shipping wurde 1973 von Niels Jørgen Andersen<br />

gegründet und ist heute als Terminalbetreiber vielfältig aufgestellt.<br />

Außer dem Stammsitz im Hafen von Fredericia gibt<br />

es Anlagen in vielen wichtigen dänischen Hafenstädten.<br />

Neben dem Hauptgeschäft mit Getreide und Futtermitteln ist<br />

das Unternehmen auch beim Handelsumschlag von Containern<br />

und Stahl aktiv. „Wir wollen weiterwachsen. Das ist auch der<br />

Grund, warum wir ein Getreideterminal bauten, das von einem<br />

der größten dänischen Getreideexporteure genutzt wird“, erklärt<br />

Klaus G. Andersen. Er ist seit 25 Jahren Eigentümer und Geschäftsführer<br />

des Unternehmens Fredericia Shipping und des Fredericia<br />

Bulk Terminals. Er erklärt: „Der Bedarf an Exportkapazitäten für<br />

Getreide steigt an, weshalb wir Lachenmeier Monsun beauftragt<br />

haben, das Getreidesiloterminal in Fredericia zu bauen.“<br />

VERDOPPELTE KAPAZITÄT FÜR DEN EXPORT<br />

Die Kapazität des Getreideterminals beträgt 40.000 Tonnen. Das<br />

erfordert ein leistungsfähiges und zuverlässiges Fördersystem. Das<br />

Getreide wird mit Lastwagen entweder direkt von den Feldern<br />

oder aus Siloanlagen aus dem dänischen Inland beim Terminal<br />

angeliefert. Das Getreide wird gereinigt, getrocknet und gelagert.<br />

Anschließend wird es zu Schiffen befördert und verladen. Einige<br />

Chargen kommen auch auf Lastwagen und dann an andere Lagerstätten.<br />

Die Anlage kann 300 Tonnen pro Stunde verarbeiten. Darauf<br />

sind alle Fördersysteme zum Befüllen der Silos sowie der Reinigungsanlagen<br />

ausgelegt. Beim Beladen der Schiffe müssen bis<br />

zu 600 Tonnen pro Stunde wieder aus den Silos abgeben werden.<br />

Klaus G. Andersen ist zufrieden mit der Leistung und Funktion<br />

des Terminals. Ein wichtiger Bestandteil der Anlage sind die über<br />

40 Getriebemotoren verschiedener Bauarten und Größen, die<br />

von Nord Gear Danmark einem Unternehmen der Nord Drivesystems<br />

Gruppe geliefert wurden. Sie treiben die Förderbänder und<br />

Becherwerke zum Transport des Getreides an.<br />

ZUVERLÄSSIGE FÖRDERUNG<br />

Die Nord-Antriebe sind im gesamten Werk verbaut, hauptsächlich<br />

für die horizontale und vertikale Förderung des Schüttguts.<br />

Welche Getriebearten eingebaut werden hängt vor allem von der<br />

16 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


VERFAHREN UND ANLAGEN<br />

MEINUNG DER REDAKTION<br />

Getreide kommt zwar vom Feld und die Arbeit der Landwirte ist nicht zu<br />

verachten, aber nach dem Ernten muss das Erzeugnis ja noch zur Mühle<br />

kommen – und über den Bäcker dann zu uns. Damit wir uns unser<br />

Frühstücksbrötchen schmecken lassen können, sind somit im Vorfeld<br />

viele Maschinen, Anlagen und Stellschrauben involviert. Umso feiner,<br />

dass es Maschinen und Förderaggregate gibt, die nicht nur den Bauern<br />

unterstützen, sondern auch das Schüttgut voran- und weiterbringen.<br />

GUIDO MATTHES, Chefredakteur<br />

Lage und dem Bauraum am Einsatzort ab. Ist der Platz sehr beengt<br />

setzen die Planer bei Lachenmeier eher auf Flachgetriebe.<br />

Michael Isaack Larsen leitete die Projektabteilung bei Lachenmeier<br />

Monsun und hat mit allen Nord-Getriebebauarten gute Erfahrungen<br />

gemacht: „Flachgetriebe verwenden wir in Kettenförderern,<br />

Becherwerken und Trocknern. Kegelstirnradgetriebe<br />

werden vor allem bei Platzproblemen eingesetzt, da sie weniger<br />

Bauraum benötigen als andere Bauformen. Ein Becherwerk mit<br />

einem sehr großen Antrieb auf einer Seite kann sehr schwer werden<br />

und diese Getriebeart ist leicht und maschinennah montiert.<br />

Schneckengetriebe kommen für kleinere Anwendungen an Filtern<br />

und der Schiffsverladung zum Einsatz.“<br />

Die Lagerkapazität des Terminals beträgt 40.000 Tonnen und<br />

verteilt sich auf vier Flachbodensilos mit je 8.000 Tonnen Kapazität<br />

für die Langzeitlagerung und sechs kleinere Trichtersilos,<br />

die Betriebssilos. Sie können jeweils etwa 1.400 Tonnen lagern<br />

und werden für die Zwischenlagerung genutzt, beispielsweise<br />

als Puffer für Chargen, die noch getrocknet werden müssen. Der<br />

längste horizontale Förderer in der Anlage deckt eine Entfernung<br />

von 130 Metern ab, die anderen Förderstrecken betragen<br />

rund 60 Meter. Für die vertikale Getreideförderung zur Beladung<br />

der Silos und Trockner von oben steht ein etwa 45 Meter hohes<br />

Becherwerk zur Verfügung.<br />

AUCH IM EX-BEREICH<br />

In explosionsgefährdeten Bereichen wählt Nord geeignete<br />

ATEX-Geräte aus. In einem Getreideterminal mit brennbaren<br />

Stäuben sind das zum Beispiel die Innenbereiche. Dabei wird<br />

die Klassifizierung des Bereichs und der Grad der Staubentwicklung<br />

berücksichtigt.<br />

Alle innen verbauten Getriebemotoren gehören normalerweise<br />

in die beiden unteren Kategorien ATEX-Zone 22 oder ATEX-<br />

Zone 21. Im Außenbereich verbaute Antriebe lässt Lachenmeier<br />

Monsun mit einer korrosionsbeständigen Offshore-Lackierung<br />

ausstatten. Bis auf die ATEX-Ausführungen erreichen alle verbauten<br />

Nord-Getriebemotoren die Energieeffizienzklasse IE3.<br />

Um die Wartung oder eventuelle Reparaturen zu vereinfachen,<br />

setzt Lachenmeier auf Getriebemotorausführungen mit<br />

Schrumpfscheibe. So ist es bei Bedarf einfacher das Getriebe<br />

von der Welle zu entfernen. Für die Becherwerke ist die optionale<br />

Rücklaufsperre ein unerlässliches Ausstattungsmerkmal. Das<br />

Getreide sorgt im Vertikalförderer für einer starke einseitige Belastung<br />

und wenn es zu einem Stromausfall oder eine anderen<br />

Betriebsstörung kommt, fällt das Getreide einfach zurück, was<br />

das Becherwerk zerstören könnte. Aufgrund der Rücklaufsperre<br />

kann der Motor nicht reversieren und das Becherwerk bleibt einfach<br />

stehen und lässt sich anschließend neu starten.<br />

Bilder: Nord Drivesystems<br />

www.nord.com<br />

01 Ganz schön viel: Die Anlage kann 300 Tonnen pro Stunde<br />

aufnehmen, die sie dann in die Silos befördert<br />

02 Ganz schön lang: Der längste horizontale Förderer in der Anlage<br />

deckt eine Entfernung von 130 Metern ab<br />

UNTERNEHMEN<br />

Getriebebau NORD GmbH & Co. KG<br />

Getriebebau-Nord-Str. 1,<br />

22941 Bargteheide<br />

Tel. 04532 2890<br />

E-Mail: info@nord.com<br />

www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 17


VERFAHREN UND ANLAGEN<br />

PROZESSLEITSYSTEM<br />

KOSTEN SENKEN UND<br />

EFFIZIENZ STEIGERN<br />

Betriebszeit zu verbessern. Deshalb hat der<br />

Hersteller eine neue IO-Karte mit Redundanzfunktion<br />

entwickelt, die zuverlässigeren<br />

Betrieb und längere Laufzeiten ermöglichen<br />

soll. In der neuen Version sind auch<br />

die erwähnten funktionalen Erweiterungen<br />

des UACS und des CCC Inside enthalten.<br />

Bessere Anlagenverfügbarkeit, das soll ein Upgrade<br />

des Prozessleitsystems ermöglichen. Unterstützung<br />

der Redundanz, nahtlose Integration und verbesserte<br />

betriebliche Effizienz sind die drei Hauptmerkmale.<br />

PRODUKTMERKMALE<br />

1. Unterstützung der Redundanz von Profinet<br />

IO-Karten: Die neue IO-Karte wurde<br />

um die Redundanzfunktion S21 verbessert,<br />

die redundante Konfigurationen unterstützt<br />

und so die Anlagenverfügbarkeit<br />

erhöht. Es wurde bestätigt, dass die Karte<br />

alle Standards der Conformance Class2 B<br />

erfüllt. Zusätzlich ermöglichen neue<br />

Funktionen wie die Unterstützung von<br />

Namur NE107-konformen3 Diagnosedaten<br />

und die zentrale Steuerung von Motorstromquellen<br />

eine erweiterte Überwachung<br />

und Kontrolle von Geräten.<br />

2. Verbesserte betriebliche Effizienz der<br />

Anlage: Wenn ein bestimmter Alarm in<br />

der UACS unterdrückt wurde, kann der<br />

Unterdrückungsstatus jetzt in den Grafiken<br />

der Human Interface Station (HIS) angezeigt<br />

werden. Durch die Implementierung<br />

eines Alarmmanagements gemäß<br />

Namur NA102 kann dies dazu beitragen,<br />

die betriebliche Effizienz in einer Anlage<br />

zu verbessern.<br />

3. Nahtlose Integration von Prozess- und<br />

Kompressorsteuerungen: Es ist jetzt möglich,<br />

die Integration und das Engineering<br />

mit einer einzigen VP-Projektdatenbank<br />

für die Prozess- und Kompressorsteuerungen<br />

durchzuführen. Mit dieser Version<br />

der VP lassen sich Prozess- und Kompressorsteuerungen<br />

auch an ein Vnet/IP5<br />

Steuerungsnetzwerk innerhalb derselben<br />

Domäne anschließen.<br />

Bild: Yokogawa<br />

Mit der aktualisierten Version<br />

des Prozessleitsystems Centrum<br />

VP von Yokogawa wird<br />

die Anlagenverfügbarkeit laut<br />

Hersteller weiter verbessert. Das erfolgt<br />

durch das Hinzufügen einer Redundanzfunktion<br />

zu einer neuen IO-Karte, die das<br />

Profinet-Protokoll für industrielle Netzwerke<br />

nutzt. Weiterhin wurden zur Senkung<br />

der Projektkosten und Steigerung<br />

der Betriebseffizienz funktionale Erweiterungen<br />

am Unified Alarms and Conditions<br />

Server (UACS) und CCC Inside<br />

durchgeführt, die speziell für die VP-<br />

Kompressorsteuerung konzipiert sind.<br />

Profinet ist ein verbreitetes, auf Ethernet<br />

basierendes industrielles Kommunikationsprotokoll<br />

und hat eine gute Echtzeitleistung.<br />

Im Jahr 2019 entwickelte Yokogawa<br />

eine IO-Karte, die Profinet unterstützt.<br />

Dies ermöglichte zwar die Überwachung<br />

des Betriebs von Profinet-kompatiblen<br />

Geräten im Centrum VP, aber es gab noch<br />

weiteres Potenzial, Zuverlässigkeit und<br />

www.yokogawa.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Yokogawa Deutschland GmbH<br />

Broichhofstraße 7-11<br />

40880 Ratingen<br />

Tel. 02102 49830<br />

E-Mail: Info.de@yokogawa.com<br />

18 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


VERFAHREN UND ANLAGEN<br />

GFS LAB ZUR REZEPTURENTWICKLUNG<br />

Jedes neue Medikament beginnt in kleinem Maßstab, so auch die kontinuierliche<br />

Herstellung pharmazeutischer fester Darreichungsformen (Solida). Das<br />

Gericke GFS LAB System ermöglicht es, neue Produkte zu testen und die<br />

Vorteile kennenzulernen. Die Möglichkeiten des Systems sind: Voll- und<br />

halbkontinuierlicher Betrieb (Mini Blend), austauschbare Dosierer, standalone<br />

oder integriert in andere Anlage, minimaler API-Verbrauch (wenige Gramm),<br />

kein Scale-up auf kommerzielle Anlagen nötig und last but not least Code<br />

21 Part 11-konforme Datenerfassung. Das Gericke Formulation Skid ist eine<br />

vollautomatische, kontinuierliche Produktionseinheit für das Mischen von<br />

Hilfsstoffen und Wirkstoffen vor der Tablettierung, Trocken-/Nassgranulation oder Kapselfüllung. Es ist in<br />

zwei Versionen erhältlich: Kontinuierlich und Mini-Blending. Hochpräzise Differentialdosierer werden mit<br />

speziell entwickelten Kompaktmischern und integrierten PAT-Lösungen verbunden. Der Gericke Mini<br />

Blender und die Differentialdosierer sind auch als Einzelmaschinen erhältlich.<br />

www.gerickegroup.com<br />

PIPETTIERSYSTEME MIT CIM-DATABASE-CLOUD<br />

Integra setzt künftig auf das PLM-System von Contact für die Produktentwicklung<br />

und das Projektmanagement. Die Cloud-Lösung<br />

vereinfacht die Anbindung internationaler Standorte und erleichtert<br />

dank hoher Anpassbarkeit die Erfüllung von Compliance-Anforderungen.<br />

Um die Prozesse in der Produktentwicklung effizienter zu gestalten,<br />

ersetzt Integra sein PDM-System durch eine leistungsfähigere<br />

PLM-Lösung. Integra hat sich auch für CIM-Database-Cloud entschieden.<br />

Durch die nahtlose Integration von Solidworks, Altium Designer<br />

und einem ERP-System soll CIM-Database-Cloud eine Single-Source-of-<br />

Truth für alle Daten schaffen. Funktionen für das Varianten-, Anforderungs- und Engineering-Change-<br />

Management beschleunigen die Produktentwicklung, und über das 3D-Cockpit können Anwender auch<br />

ohne CAD-Lizenz auf 3D-Visualisierungen zugreifen. CIM-Database-Cloud verfügt über ein integriertes<br />

Projektmanagement, das Zeitpläne, Aufgaben und Dokumente verknüpft und Projektverantwortliche bei<br />

der frist- und budgetgerechten Abwicklung von Projekten unterstützen kann. Durch umfangreiche<br />

Devops-Services kann Integra die Cloud-Lösung an seine individuellen Anforderungen anpassen, Modifikationen<br />

vorab in einer Review-Instanz testen und kontinuierlich optimieren.<br />

www.contact-software.com


ANTRIEB FÜR DIE LEBENSMITTELBRANCHE<br />

GERÜHRT SCHMECKTS<br />

BESSER<br />

Ein Unternehmen aus Klingenberg fertigt Antriebstechnik für viele<br />

Anwendungsfälle. Zum Einsatz kommen die Produkte auch in Anlagen,<br />

mit denen Flüssigkeiten gepumpt oder miteinander vermischt werden,<br />

zum Beispiel bei der Käseherstellung.<br />

In einer Großmolkerei übernehmen Pumpen den Transport<br />

der Milch von den Tanks zum Käsefertiger. Die Pumpe wird<br />

von einem Motor angetrieben, mit dessen Welle sie entweder<br />

über eine Kupplung, einen Klemmring oder eine Schrumpfscheibe<br />

verbunden ist. Der Antriebstechnikspezialist KBK hat alle<br />

drei Lösungen im Produktprogramm. Der Hersteller fertigt<br />

seine Schrumpfscheiben übrigens nicht nur in chemisch-vernickelter<br />

Ausführung sowie aus brüniertem Stahl und Edelstahl,<br />

sondern auch in vielen verschiedenen Größen und Bauformen.<br />

Zum Einsatz kommen die auch bei einem Milchverarbeiter. Bei<br />

dem muss man in der Verarbeitungshalle etwas lauter reden, um<br />

sich verständlich zu machen. Der Geräuschpegel wird von den<br />

vielen Behältern verursacht, die hier eng aneinandergereiht stehen.<br />

Oder besser gesagt: Von dem Rührwerk in ihrem Inneren. Es<br />

handelt sich um sogenannte Käsefertiger, die in der ersten Stufe<br />

der Käseproduktion eine zentrale Rolle spielen.<br />

Käsefertiger haben die Aufgabe, die frisch angelieferte Milch<br />

dickzulegen, wie es in der Fachsprache heißt. Dazu werden<br />

Milchsäurebakterien und mikrobielles Lab hinzugegeben und<br />

vom Rührwerk etwa eine halbe Stunde lang gut unter die Milch<br />

gerührt. Bei Schnittkäse kommt noch Calcium hinzu, um die nötige<br />

Festigkeit zu erzielen.<br />

GRÜNDLICHE DURCHMISCHUNG<br />

Ist die Milch im Käsefertiger angekommen, beginnt ihre Dicklegung.<br />

Sie wird etwa eine halbe Stunde lang mit dem Lab und den<br />

jeweiligen Bakterienkulturen verrührt. In dieser Zeit bildet sich die<br />

sogenannte Gallerte – die Grundlage für den späteren Käse. Um<br />

beim Dicklegen eine gleichmäßige Bruch- und Gewichtsverteilung<br />

zu erreichen, muss die Milch gründlich durchmischt werden.<br />

Diese Aufgabe übernimmt das Rührwerk des Käsefertigers,<br />

das über eine starre Wellenkupplung mit einem Motor verbunden<br />

ist. Dieser Kupplungstyp verbindet Wellen spielfrei und fest<br />

miteinander und überträgt zugleich hohe Drehmomente. Im Fall<br />

des Rührwerks ist eine starre Kupplung deshalb nötig, weil es<br />

hier keine zweite Lagerstelle für die Welle gibt, die für Stabilität<br />

sorgen könnte. Das Ende der Welle schwebt frei in der Luft, da an<br />

ihrem Ende das Rührwerk befestigt ist. KBK hat dafür starre Wellenkupplungen<br />

mit unterschiedlichen Bohrungskombinationen<br />

sowie mit beidseitiger Passfedernut im Programm. Die Produkte<br />

gibt es für Wellendurchmesser bis 100 mm für Drehmomentbereiche<br />

von 25 bis 12.500 Nm.<br />

Starre Wellenkupplungen sind für die direkte Anbindung von<br />

Mischerarmen an Antriebe das Mittel der Wahl. Es gibt für diesen<br />

20 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


KOMPONENTEN UND SYSTEME<br />

01 Sicher ist sicher: Es gibt einen Großteil der Antriebslösungen<br />

auch in Ex-zertifizierten Varianten<br />

01<br />

02 Stabil treibt besser: Starre Wellenkupplungen eignen<br />

sich für die Anbindung von Mischerarmen an den Antrieb<br />

03 Wie man es dreht und wendet: In sogenannten<br />

Tumblern wird zum Beispiel Fleisch mariniert<br />

Zweck zwar noch die klassischen DIN 115 Schalenkupplungen.<br />

Dazu gibt KBK-Geschäftsführer Sven<br />

Karpstein zu bedenken: „Dies sind im Verhältnis<br />

zu unseren starren Kupplungen aber sehr<br />

groß, schwer, montageintensiv und relativ<br />

teuer. Die Schalenkupplungen haben zudem<br />

noch einen anderen Nachteil: Sie<br />

verfügen nur über eine durchgängige<br />

Bohrung. Deshalb kann zum Beispiel<br />

eine 50-mm-Motorwelle nicht an eine<br />

60-mm-Mischerwelle angebunden<br />

werden. Das geht nur mit einer starren<br />

Wellenkupplung.“<br />

Neben einteiligen starren Wellenkupplungen<br />

und Varianten in Halbschalenbauweise<br />

finden sich auch Ausführungen aus brüniertem<br />

Stahl und Edelstahl im Produktprogramm. Diese Kupplungen<br />

halten selbst Reinigungs- und Desinfektionsmitteln problemlos<br />

stand, wie sie in der Lebensmittelindustrie verwendet<br />

werden. Grundsätzlich fertigt das Unternehmen alle seine Antriebselemente<br />

auf Wunsch auch in Edelstahl. Für Anwendungen<br />

mit sehr aggressiven Medien (zum Beispiel in Kläranlagen)<br />

steht als Material zudem hochresistenter Chrom-Nickel-Stahl<br />

(1.4571) zur Verfügung.<br />

ANTRIEBSLÖSUNG FÜR TUMBLER<br />

02<br />

Zwei weitere KBK-Produkte, die in Anwendungen zum Vermischen<br />

von Komponenten eingesetzt werden, sind Spannsätze<br />

und Magnetkupplungen. Diese Antriebselemente werden unter<br />

anderen an sogenannten Tumblern verbaut: Dies sind große<br />

Behälter, die sich um die eigene Achse bewegen, um zum Beispiel<br />

Fleisch und Marinade miteinander zu vermengen.<br />

Die Tumbler werden in der Regel mit einem Riemenantrieb angetrieben.<br />

Zur Anbindung der Antriebs-/Abtriebsscheibe an die<br />

Welle eignen sich Spannsätze. Karpstein erklärt: „Wir kombinieren<br />

sie in der Regel mit einem Überlastschutz wie einer Drehmomentbegrenzung,<br />

um im Falle einer Blockade des Tumblers<br />

Schäden zu vermeiden.“ Kommt es beispielsweise aufgrund von<br />

Überladung zu Unwuchten, trennt die Überlastkupplung beide<br />

Teile des Antriebsstrangs mechanisch voneinander.<br />

Magnetkupplungen werden ebenfalls oft an Behältern eingesetzt,<br />

die verschiedene Komponenten miteinander vermischen –<br />

besonders, wenn dabei flüssige Medien im Spiel sind. „Die Hersteller<br />

der Behälter versuchen aus praktischen und hygienischen<br />

Gründen Schwachstellen wie Dichtungen oder Flanschverbindungen<br />

an den Anlagen zu vermeiden“, weiß Karpstein. Deshalb<br />

werden in diesen Anwendungen oft Magnetscheibenkupplungen<br />

der Baureihe AMK von KBK verbaut: Sie können Drehmomente<br />

selbst durch dünnwandige nichtmagnetische Gehäuse und Wandungen<br />

hindurch übertragen. Darüber hinaus gleichen sie Wellenversatz<br />

aus und schützen vor Überlast. Magnetkupplungen<br />

der Serie AMK eignen sich für Wellendurchmesser von 8 bis<br />

32 mm sowie Drehmomentbereiche von 2 bis 35 Nm. Für Applikationen<br />

mit besonderen Anforderungen setzt KBK spezielle<br />

Magnete und Klebstoffe ein.<br />

EINSATZ IN ATEX-ZONEN MÖGLICH<br />

Die Antriebselemente des Herstellers sind in vielen Größen und<br />

Materialgüten verfügbar. Neben den Standardausführungen gibt<br />

es auch Varianten aus Stahl, Edelstahl oder hochfestem Stahl.<br />

Mit Ausnahme der Magnetkupplungen sind alle Produkte der<br />

Unterfranken zudem nach der ATEX-Richtlinie (2014/34/EU)<br />

zertifiziert. Sie lassen sich damit auch in Anwendungen wie der<br />

Lack-Herstellung oder an den Antrieben von Mahlwerken in<br />

Getreidemühlen einsetzen.<br />

Bilder: KBK, Aufmacher: rh2010 – stock.adobe.com,<br />

Bild 03: Itsanan – stock.adobe.com<br />

www.kbk-antriebstechnik.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

KBK Antriebstechnik GmbH<br />

Unterlandstrasse 46<br />

63911 Klingenberg am Main<br />

Tel. 09372 94061 0<br />

E-Mail: info@kbk-antriebstechnik.de<br />

03<br />

www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 21


TECHNISCHER FACHBEITRAG:<br />

WASSERSTOFFDICHTHEIT BERECHNEN<br />

THEORIE IN<br />

DER PRAXIS<br />

Anlagen zur Wasserstofferzeugung sind im Bau oder schon realisiert. Das<br />

Herzstück dieser Anlagen ist der Elektrolyseur, der den erzeugten Wasserstoff<br />

über eine Verrohrung weiterführt. Herausfordernd bei der Anlagenplanung<br />

ist der Dichtheitsnachweis oder Nachweis der Leckage.<br />

Berechnungen von Flanschverbindungen und der dazugehörigen<br />

Leckageklasse erfolgen normalerweise mit Werten<br />

von Helium. Ein allgemein gültiger Umrechnungsfaktor<br />

zu Wasserstoff im Vergleich zu Helium lässt sich nach<br />

heutigem Wissensstand nicht angeben, da dieser Faktor von vielen<br />

weiteren Parametern abhängt, zum Beispiel den Strömungsverhältnissen,<br />

Permeations- und Adsorptionsvorgänge im Dichtungswerkstoff<br />

und so weiter.<br />

Die Dichtungskennwerte gemäß EN 13555 standen bisher ausschließlich<br />

aus Messungen mit Helium zur Verfügung. Es war jedoch<br />

keineswegs sicher, ob diese Kennwerte auf Wasserstoff<br />

übertragbar sind. Daher entschied sich die Klinger Dichtungstechnik<br />

dazu, für mehrere ausgewählte Faser- und PTFE-Materialien<br />

aus dem Produktsortiment Versuche gemäß DIN EN 13555<br />

unter Verwendung des Prüfmediums Wasserstoff durchführen zu<br />

lassen, abweichend vom empfohlenen Prüfmedium Helium. Diese<br />

Versuche nahm das akkreditierte unabhängige Prüfinstitut<br />

AMTEC Messtechnischer Service vor. Ziel der Untersuchungen<br />

war eine seriöse Gegenüberstellung beider Messungen, da diese<br />

Werte für die Dichtheit und Festigkeit und damit für die Sicherheit<br />

der Flanschverbindung relevant sind. In vielen Fällen zeigte<br />

sich eine weitgehende Übereinstimmung der Kurven wie im Beispiel<br />

des Klingersil C-4430. Es existieren aber auch Messwerte,<br />

die zeigen, dass erhebliche Unterschiede zwischen den Messungen<br />

bestehen können, wie am Beispiel des Klinger Top-Chem 2003<br />

zu erkennen ist. Im konkreten Fall liegt die Wasserstoffleckagekurve<br />

circa eine Zehnerpotenz unter der des Heliums. Mit den<br />

erzielten Messergebnissen kann Klinger sowohl mit heliumbasierten<br />

als auch mit wasserstoffbasierten Dichtungskennwerten<br />

eine Berechnung nach EN 1591-1 für die Druckstufen 10 und<br />

40 bar durchführen und damit die Leckageklasse in Verbindung<br />

mit der Flanschfestigkeit exakt nachweisen. Mit allen getesteten<br />

Dichtungswerkstoffen ist es möglich, die Anforderungen der<br />

TA-Luft und damit auch der DIN 3535-6 einzuhalten.<br />

ERGEBNISSE, ERKENNTNISSE UND EINSÄTZE<br />

Aber nicht nur die Faser- und PTFE-Dichtungswerkstoffe des<br />

Herstellers eignen sich für den Einsatz in wasserstoffhaltigen Applikationen.<br />

Auch die Gummi-Stahl-Dichtung KGS GII ist mit ihren<br />

guten Produkteigenschaften für den Einsatz in P2X oder Gasanlagen<br />

auf die Herausforderungen der Energiewende bestens<br />

vorbereitet. Der Einsatz von Gummi-Stahl-Dichtungen aus dem<br />

elastomeren Synthesekunststoff Acrylnitril-Butadien-Kautschuk<br />

22 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


Reeeeiiinnnnnniiiggguunnnnnnggg<br />

Sprrrr ühhhttrrrr occkknnnnnnuunnnnnnggg<br />

Veeeerrrrfahhhrrrr eeeennnnnnstteeeecchhhnnnnnniiikk<br />

SSDX<br />

Neeeeeeeehmmeeeeeeeennnnnn SSiiiiieeeeeeee Koonnnnnntttaaaakttt<br />

Wasserstoff gilt unter den zuvor genannten Betriebs-, Druck- und<br />

Temperaturbedingungen als chemisch sehr inerte Substanz. Phywwwwwwwww...ddddddiiiiivvaaaa--dddddduuuueeeeeeeessseeeeeeeennnnnn...ddddddeeeeeeee<br />

mmiiiiittt uuuunnnnnnsss aaaauuuuff! iiiiinnnnnnffoo@ddddddiiiiivvaaaa--dddddduuuueeeeeeeessseeeeeeeennnnnn...ddddddeeeeeeee<br />

+4499 (0000) 440000/85 17 000099 0000<br />

KOMPONENTEN UND SYSTEME<br />

01 Helium ist nach Wasserstoff das chemische Element mit der<br />

zweitgeringsten Dichte und kommt hinsichtlich der Größe dem<br />

Wasserstoff am nächsten<br />

(NBR) ist für Erdgas seit vielen Jahren gängige Praxis und Standard<br />

für Auslegungsdrücke DP bis 10 bar. Hierfür wird der klassische<br />

Temperaturbereich angegeben mit –15 bis +60 °C.<br />

Der Einsatz von Gummidichtungen mit metallischer Einlage<br />

für Auslegungsdrücke DP über 10 bar bis 40 bar ist zulässig bei<br />

erfolgtem Nachweis über das Kriechverhalten, die Ausblassicherheit,<br />

die Maximal- und Mindestflächenpressung sowie<br />

das Alterungsverhalten nach DIN 28090-2/DIN EN 13555 (DIN<br />

30690-1:2019-05). Anhand der ermittelten Dichtungskoeffizienten<br />

(in Anlehnung an DIN EN 13555:2021-04) kann die Festigkeitsberechnung<br />

der Flanschverbindung (DIN EN 1591:2009)<br />

für die Gummi-Stahl-Dichtung KGS GII/NBR erfolgen. Die einschlägigen<br />

aktuellen Daten sind auf der Internet-Plattform<br />

www.gasketdata.org jederzeit verfügbar.<br />

BESONDERHEITEN VON<br />

GUMMI-STAHL-DICHTUNGEN<br />

sikalisch gesehen hat dieser aufgrund seines sehr kleinen kinetischen<br />

Moleküldurchmessers (cirka 2,3 bis 2,9 [mA]) jedoch einen<br />

sehr hohen Diffusionsdruck. Dies bedeutet, dass es zu einer intensiven<br />

Interaktion von Wasserstoff und allen wasserstoffberührten<br />

Werkstoffen kommt.<br />

In Bezug auf Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) bedeutet<br />

dies, dass man dauerhaft einer Versprödung des Elastomers<br />

durch einen hohen Gehalt an Acrylnitril (ACN) in der Gummimischung<br />

selbst, entgegenwirken muss. Dabei ist zu beachten,<br />

dass die gummielastischen Eigenschaften erhalten bleiben. Des<br />

Weiteren ist bei der Herstellung von Gummi-Stahl-Dichtungen<br />

darauf Wert zu legen, dass sich während des Herstellungsprozesses<br />

keine Hohlräume in dem elastomeren Formkörper selbst<br />

bilden können.<br />

Ebenso muss der Verbund zwischen dem Elastomer und der<br />

Stahleinlage besonders stark ausgeprägt sein. Gummi und Stahl<br />

sind geschlossenporige Werkstoffe, die keine chemische Verbindung<br />

miteinander eingehen und nur aufeinander formschlüssig<br />

abbinden. Damit sich die Anhaftung des Elastomers deutlich verbessert,<br />

wird die Stahleinlage vorher einer Oberflächenbehand-


KOMPONENTEN UND SYSTEME<br />

02<br />

02 In vielen Fällen zeigte sich eine weitgehende<br />

Übereinstimmung der Leckagekurven<br />

wie bei diesem Vergleichsmaterial<br />

03 Es gibt aber auch erhebliche Unterschiede<br />

zwischen den Messungen, wie bei<br />

diesem Material, bei dem die Wasserstoffleckagekurve<br />

circa eine Zehnerpotenz unter der<br />

des Heliums liegt<br />

03<br />

Eine Dichtung muss im Wesentlichen<br />

zwei potenzielle Möglichkeiten einer Leckage<br />

schließen. Diffusion durch die<br />

Dichtung selbst und Diffusion zwischen<br />

den Phasengrenzen der Dichtung und<br />

den Oberflächen der Flanschdichtleisten<br />

einer Flanschverbindung. Die vielfältigen<br />

Prüfungen und Testreihen haben ergeben,<br />

dass eine dauerhafte und sichere technische<br />

Dichtheit mit der Gummi-Stahl-<br />

Dichtung KGS GII/NBR mit einfacher<br />

Handhabung und Montage erzielt wird.<br />

Für die Berechnung der Flanschverbindung<br />

in Wasserstoff- oder wasserstoffhaltigen<br />

Prozessen können die ermittelten<br />

Dichtungskoeffizienten in Anlehnung<br />

nach der DIN EN 13555 (Prüfmittel Helium,<br />

He) zur Anwendung kommen.<br />

Fazit: Die sehr gute chemische Beständigkeit<br />

sowie der große Druck- und Temperatureinsatzbereich<br />

machen die Dichtungsmaterialien<br />

zur ersten Wahl – nicht<br />

nur in wasserstofferzeugenden Anlagen,<br />

sondern auch in angrenzenden Bereichen,<br />

in denen beispielsweise mit Ammoniak,<br />

Methylalkohol oder mit Benzyltoluol<br />

gearbeitet wird. (Quellen: TA-Luft<br />

Ausgabe 18. August 2021, VDI 2290 Ausgabe<br />

Juni 2012, www.arnold-chemie.de,<br />

DIN 3535-6, DIN EN 13555:2021).<br />

Dieser Beitrag ist eine gekürzte Version<br />

des Originals. Den gesamten Artikel lesen<br />

Sie auf unserer Webseite: bit.ly/4d32HK5<br />

Bilder: Klinger, Dr. Arnold Chemie-Beratung,<br />

dinastya – stock.adobe.com<br />

www.klinger.de<br />

lung unterzogen, sie wird geprimert. Durch die sorgfältige Auswahl<br />

an Werkstoffen sowie einer präzisen Fertigung unter sehr hohem<br />

Druck mit bis zu 300 bar, wurde mit der KGS GII von Klinger<br />

eine Gummi-Stahl-Dichtung mit alleinstellenden Merkmalen geschaffen.<br />

Nach Prüfung und Auswertung durch den TÜV SÜD,<br />

wurde die KGS GII als besonders hochwertige Dichtung anerkannt.<br />

Bescheinigt wird für die Qualität NBR, innerhalb der chemischen<br />

und physikalischen Beständigkeit des elastomeren Synthesekunststoffes,<br />

der uneingeschränkte Einsatz für Wasserstoff,<br />

Einhaltung der Leckagegrenzen gemäß TA-Luft nach Auslagerung<br />

für 1.500 Stunden (VDI 2440: 2000-11, L0,01 DIN EN 13555:2014-<br />

07) im Sinne der technischen Dichtheit, sowie Ausblassicherheit<br />

Klasse C (TRwS Ausblassicherheit, Qs min: 4 MPa bei 100 bar).<br />

Zudem ist durch den ausgewogen hohen Acrylnitrilgehalt (ACN)<br />

eine dauerhafte Beständigkeit gegenüber Wasserstoff gegeben.<br />

UNTERNEHMEN<br />

KLINGER GmbH<br />

Richard Klinger Str. 37, 65510 Idstein<br />

Tel. 06126 40160<br />

E-Mail: mail@klinger.de<br />

AUTOREN<br />

Dipl. Ing. Robert Steffens, Geschäftsbereichsleiter<br />

Elastomere (Hbv.), Dipl. Ing.<br />

Stefan Keck, Produktmanager Dichtungen<br />

(Hbv.) Dichtungstechnik, Klinger<br />

24 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


KOMPONENTEN UND SYSTEME<br />

TROCKENE KLAUEN-VAKUUMPUMPEN FÜR UNTERES SAUGVERMÖGEN<br />

Als Ergänzung zu den NEDC 300-Pumpen<br />

vervollständigt Edwards Vacuum mit den<br />

65-150-Modellen sein Angebot an<br />

trockenen Klauen-Vakuumpumpen für die<br />

unteren Saugvermögensklassen. Die<br />

neuen Modelle haben einen ölfreien<br />

Pumpenraum und verschleißarme sowie<br />

korrosionsfreie Innenteile. Die Vakuumpumpe hat laut Hersteller<br />

eine effektive Luftkühlung und ein kompaktes Gehäuse, das<br />

den Einbau auch bei engen Platzverhältnissen ermöglicht soll.<br />

Durch den modularen Aufbau ist das Innere der Pumpe für den<br />

Anwender für Wartungs- und Reparaturarbeiten leicht zugänglich,<br />

da die Entwickler die Zahnrad- und Pumpenkammern<br />

getrennt haben. Daherkann die Klauenpumpe vom Anwender<br />

selbst leicht gereinigt und schnell wieder in Betrieb genommen<br />

werden. Außerdem sind für die einfachen Arbeiten keine<br />

Spezialwerkzeuge erforderlich.<br />

Die Pumpen erreichen höhere Prozessleistungen,<br />

da ihre Motoren VSD-kompatibel<br />

sind. Auch in Anwendungen, in<br />

denen Verunreinigungen durch Partikel<br />

oder Prozessgase auftreten, ist die<br />

Vakuumpumpe laut Edwards belastbar<br />

und unempfindlich. Dies haben die<br />

Ingenieure nicht zuletzt durch den Einsatz besonderer Konstruktions-<br />

und Beschichtungsmaterialien sowie von Edelstahlklauen<br />

erreicht. Der Hersteller meint, dass „ein weiteres<br />

Unterscheidungsmerkmal der Pumpenmodelle ihr moderates<br />

Temperaturprofil ist, den die Temperaturen im Inneren der<br />

Pumpe sind vergleichsweise niedrig“. Dies verlängert die<br />

Lebensdauer der Dichtungen und verhindert Ölleckagen. Und<br />

durch den integrierten Grundschalldämpfer nehmen sie<br />

weniger Platz in Anspruch und arbeiten leiser.<br />

www.edwardsvacuum.com<br />

PLUG AND LAB<br />

Forschung ist ein essenzieller Motor für den Fortschritt in nahezu allen Bereichen der Gesellschaft. Daher gehen Kapazitätsengpässe<br />

für Laboreinrichtungen mit weitreichenden Risiken einher. Denios hat eine Antwort darauf, wie sich Engpässe im Laborbereich<br />

flexibel überbrücken lassen, um Aufträge weiterhin abwickeln zu können, Forschung und Entwicklung weiter voranzutreiben und<br />

die Kosten im Griff zu behalten. Plug-and-Lab – The-ready-to-connect Lab-Container – heißt der anschlussfertige Laborcontainer,<br />

der die Kompetenz dreier führender Hersteller aus den Bereichen Laborausstattung, Gefahrstofflagerung<br />

und -Handhabung sowie Containerbau vereint. Mit Denios als Projektpartner<br />

haben Anwender nun eine Anlaufstelle für alle Anforderungen. Dabei profitieren Sie aus der<br />

gesamten Bandbreite der drei Herstellersortimente. Das Besondere sind wie erwähnt die drei<br />

Unternehmen, die ihre jeweilige Kernkompetenz in das Projekt haben einfließen lassen: Die<br />

Laboreinrichtung kommt von Wesemann, die technischen Schutzmaßnahmen von Denios<br />

und den Containerbau übernimmt Ela Container Engineering.<br />

www.denios.de<br />

DREIWEGE-KUGEL-<br />

SEKTORVENTIL<br />

Schubert und Salzer hat ein<br />

Dreiwege-Kugelsektorventil für<br />

die Durchflussregelung von<br />

Flüssigkeiten und Gasen entwickelt.<br />

Grundlage ist der Ansatz,<br />

eine Kugelsektor-Bauform für<br />

Dreiwege-Ventile zu verwenden.<br />

Damit erzielt man etwa 20 %<br />

höhere KVS-Werte als Dreiwege-<br />

Ventile in herkömmlicher Bauform.<br />

Diese Durchflussmengen<br />

werden durch die spezielle<br />

Konstruktion des Kugelsektors<br />

und des Ventilgehäuses erreicht.<br />

Der Stellwinkel von 90 Grad<br />

ermöglicht einen sehr großen<br />

Regelbereich. Das Stellverhältnis<br />

beträgt 300:1. Der Antrieb kann<br />

am oberen oder unteren Wellenende<br />

erfolgen.<br />

www.schubert-salzer.com<br />

www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 25


KOMPONENTEN UND SYSTEME<br />

FÜHRUNGSSTANGEN FÜR KERZENFILTERGEHÄUSE<br />

FÜHRUNG BLEIBT BEI<br />

OFFENEN ENDEN<br />

Filterelemente mit beidseitig offenem Ende werden<br />

in Kerzenfiltergehäuse mit Hilfe von Führungsstangen<br />

eingebaut. Ein Hersteller hat seine Stangen<br />

mit 222-Adapter und Gegenhalter grundlegend<br />

überarbeitet und optimiert. Diese 2. Generation ist<br />

in vielerlei Hinsicht verbessert.<br />

01<br />

MERKMALE AUF EINEN BLICK<br />

nJeweils passend für zwei Längen<br />

n Komplett aus Edelstahl<br />

n Mit 222-Adapter<br />

n Standard-Dichtungsmaterial Viton<br />

(andere auf Anfrage)<br />

n Optimierte Durchflussrate aufgrund offener<br />

Struktur am Rohr<br />

n Dynamische oder starre Verwendung durch<br />

Andrückfeder möglich<br />

n Andrückfeder kompensiert temperaturbedingte<br />

Längenausdehnung der Filterkerze<br />

n In Einzelteile zerlegbar und somit gut zu<br />

reinigen


KOMPONENTEN UND SYSTEME<br />

01 Lässt sich zerlegen:<br />

Das erhöht die Lebensdauer,<br />

weil sich die Einzelteile besser<br />

reinigen lassen<br />

02<br />

02 Die Abbildungen zeigen<br />

die neue Führungsstange<br />

einmal mit und einmal ohne<br />

Feder zusammen mit einem<br />

DOE-Filterelement plus<br />

Adapter und Endkappe<br />

Die neuen verbesserten Führungsstangen für Kerzenfiltergehäuse<br />

und DOE-Filterelemente setzen laut Wolftechnik<br />

Maßstäbe in der Filtration und sollen für Qualität,<br />

Innovation und Vielseitigkeit stehen. Um das zu unterstreichen,<br />

setzt der Hersteller ab sofort auch sein Logo auf die<br />

Führungsstangen.<br />

Der Einsatz von Filterelementen mit beidseitig offenem Ende<br />

in Verbindung mit einer Führungsstange empfiehlt sich vor allem<br />

dann, wenn häufige Filterwechsel notwendig sind. Denn Führungsstange,<br />

Adapter und Endkappe verbleiben bei einem Filterwechsel<br />

als wiederverwendbare Komponenten im Filtergehäuse.<br />

Lediglich die DOE-Filterelemente als solche müssen ausgetauscht<br />

werden. Dadurch sinken die Kosten der Filtration. Zudem<br />

reduziert sich das zu entsorgende Gesamtvolumen.<br />

Die neuen Führungsstangen aus hochglanzpoliertem Edelstahl<br />

1.4401 haben ein individuelles Lochdesign. Trotz dieser Struktur<br />

bleiben laut Wolftechnik die Steifigkeit und Sicherheit auch in<br />

Anwendungen mit hohem Druck und einer temperaturbedingten<br />

Längenausdehnung der Filterelemente voll erhalten. Die offene<br />

Fläche der gelaserten Rohre wurde im Vergleich zu den bisherigen<br />

Führungsstangen aus Lochblech verbessert, was zu einer<br />

gesteigerten Durchsatzleistung führt.<br />

ENDSTÜCK ENTSCHEIDEND<br />

Die Reduzierung von Varianten bei den Größen 30“ und 40“ermöglicht<br />

eine einfachere Zuordnung und steigert die Flexibilität<br />

in der Anwendung. Möglich machen das die in der Führungsstange<br />

vorgesehenen Befestigungspunkte für das Endstück. Dies sorgt<br />

dafür, dass sich die Stange sowohl mit vorgespannter Feder als<br />

auch starr verbauen lässt. Die flexible Installationsoption mit oder<br />

ohne Federausgleich ermöglicht eine Anpassung an die spezifischen<br />

Anforderungen nahezu jeder Anwendung. Je eine Führungsstange<br />

passt für zwei Zoll-Längen (4⅞“ + 5“, 9¾“ + 10“, 19½“<br />

+ 20“, 29¼“ + 30“ und 39“ + 40“). Damit die neuen Führungsstangen<br />

noch besser zu reinigen sind, sind alle Oberflächen poliert.<br />

Zudem lassen sich die Stangen in Einzelteile zerlegen. Beide Faktoren<br />

verlängern die Lebensdauer laut Unternehmen erheblich.<br />

Als letzten Faktor hat Wolftechnik die Sicherheit in der Anwendung<br />

gesteigert. So wird durch die Integration einer neuartigen<br />

Federkompensation das Risiko des Stauchens von Filterelementen<br />

aufgrund temperaturbedingter Ausdehnung deutlich minimiert.<br />

Bilder: Wolftechnik - Martin Wolf Wagner<br />

www.wolftechnik.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

Wolftechnik Filtersysteme GmbH & Co. KG<br />

Malmsheimer Straße 67,<br />

71263 Weil der Stadt<br />

Tel. 07033 70140<br />

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www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 27


GAS- UND UMWELTMONITORING<br />

LUFTQUALITÄT<br />

IN DER CLOUD<br />

Ein smartes Monitoring-System überwacht Gasvorkommen und<br />

sendet via LoRaWAN wertvolle Daten zur Luftqualität in eine<br />

Cloud. Industrieunternehmen gewinnen mithilfe der Werte<br />

Transparenz über Anlagen und Arbeitsplätze. So lassen sich<br />

Ressourcen schonen und Mitarbeitende schützen.<br />

Vernetzte Systeme und kontextuelle Daten sollen die<br />

Transparenz, Nachhaltigkeit und Sicherheit von verfahrenstechnischen<br />

Prozessen erhöhen. Intelligente Messtechnik<br />

und permanente Verfügbarkeit der Werte können<br />

zur Qualitätssicherung und Prozessoptimierung beitragen.<br />

Die Anlagenbelastung lässt sich überwachen und Unfälle sowie<br />

Krankheiten vermeiden.<br />

Darüber hinaus unterstützen die Systeme Anlagenbetreiber<br />

bei der Erreichung von Umweltschutzzielen, zum Beispiel durch<br />

das frühzeitige Erkennen von Leckagen. Christoph Orna, Applikationsspezialist<br />

für smarte Systeme bei Dräger ist sich sicher:<br />

„Mit unseren intelligenten Systemlösungen erleichtern wir Anwendern<br />

den Weg zur Vision Zero, einer Welt ohne Arbeitsunfälle<br />

und berufsbedingten Krankheiten, und helfen bei der Verfolgung<br />

ihrer individuellen ESG -Strategie.“<br />

AUF DEM WEG ZUR VISION ZERO<br />

Orna erklärt weiter: „Mit der Entwicklung von X-node konnten<br />

wir eine Lücke bei der Gasdetektion und der Überwachung der<br />

Luftqualität schließen. Unsere Gaswarngeräte sind in der Industrie<br />

weit verbreitet. Sie warnen beispielsweise beim Überschreiten<br />

von Alarmschwellen und schützen damit Menschen vor akuten<br />

Gefahren.“ X-node geht sogar noch weiter und liefert kontinuierliche<br />

Messwertkurven. Die geben somit tiefere Einblicke in den<br />

Zustand eines Bereichs oder einer Anlage. Damit macht das System<br />

bereits kleinste Mengen unerwünschter Emissionen und<br />

geringfügige Veränderungen der Atmosphäre transparent. „Noch<br />

bevor Grenzwerte erreicht werden, erkennen Anwender erste Anzeichen<br />

von Materialverlust, potenziellem Wartungsbedarf und<br />

Unregelmäßigkeiten in ihren Prozessen“, fügt Orna noch an.<br />

MONITORING ÜBER LORA-NETZWERK<br />

X-node ist ein kabelloses, wetterfestes Monitoring-Gerät, das mit<br />

einem leistungsstarken und langlebigen Dräger Sensor ausgestattet<br />

ist. Das System kann mehr als 30 verschiedene toxische<br />

Gase im ppm-Bereich oder auch die Sauerstoffsättigung in Volumenprozent<br />

erkennen. Zusätzlich erfasst das Gerät Luftdruck,<br />

Luftfeuchtigkeit und Temperatur.<br />

Die Batterielaufzeit von zwölf Monaten und mehr sowie die<br />

Aufhängevorrichtung machen das Gerät mobil und flexibel im<br />

Einsatz. Über eine LoRa-Schnittstelle werden die Messwerte der<br />

X-nodes im Umkreis von mehreren Kilometern via LoRaWAN<br />

(Long Range Wide Area Network) gesammelt und dann per<br />

WLAN, Ethernet oder LTE in die Cloud übertragen. Wer selbst<br />

kein LoRa-Netz in seiner Anlage bereithält, kann auch auf die<br />

IoT-Datenservices von Dräger zurückgreifen.<br />

Eine IoT-Datenplattform macht die Daten sichtbar und bietet<br />

umfangreiche Möglichkeiten, lokale Informationen und Dashboards<br />

mit individuellen Messwertkurven oder Kartenansichten<br />

zu erstellen. Das Konzept berücksichtigt auch Informationen von<br />

externen Geräten. So können über Bluetooth oder LoRa weitere<br />

Informationen wie Windstärke und -richtung oder Staubkonzentrationen<br />

in die IoT-Datenplattform einfließen und ein umfassendes<br />

Bild einer Umgebung erstellen.<br />

28 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN<br />

01<br />

02<br />

03<br />

01 Vielfältig einsetzbar: Das Gerät überwacht Leckagen und<br />

Gaskonzentrationen bereits unterhalb von Alarmschwellen<br />

02 Alles sichtbar: Transparente Messwerte auf der<br />

IoT-Datenplattform<br />

03 Starkes Paar: Das Messgerät und der LoRa-Router<br />

EFFIZIENZ UND PREDICTIVE MAINTENANCE<br />

Mit dem Einsatz von X-nodes können Anwender ihre Aufgaben<br />

temporär oder dauerhaft überwachen und Dokumentationspflichten<br />

erfüllen. Anwenderbeispiele: Bei einer großen Brauerei<br />

galt es herauszufinden, warum die persönlichen Gaswarngeräte<br />

der Mitarbeitenden immer wieder CO 2<br />

-Alarme auslösten. Mit<br />

einer Reihe von X-nodes konnte ein Gasmapping der Anlage erstellt<br />

und Prozessschwächen behoben werden. „Wir konnten den<br />

kostenintensiven Austausch der Lüftungsanlage, der vor dem<br />

DAS GERÄT SORGT FÜR SIGNIFI-<br />

KANTE ERKENNTNISERHÖHUNG<br />

IN DER GEFAHRSTOFFMESSUNG<br />

Monitoring zur Debatte stand, für unseren Kunden vermeiden.<br />

Außerdem wird das für die Getränkeherstellung essenzielle Kohlenstoffdioxid<br />

nicht ungewollt verschwendet“, freut sich Orna.<br />

Vor einem ähnlichen Fall steht Dräger in Australien. Die korrekte<br />

Begasung von Getreidesilos zur Schädlingsbekämpfung soll mit<br />

dem Einsatz von X-node fernüberwacht werden. „Ein Mitarbeiter<br />

müsste mehr als 500 Kilometer fahren, um eine gleichbleibende<br />

Gaskonzentration sicherzustellen. Unser System hingegen kann<br />

helfen, die Dosierung aus der Ferne zu kontrollieren und bei eventuellen<br />

Fehlfunktionen schnellstmöglich zu reagieren“, erklärt Orna.<br />

Das System ist vielseitig einsetzbar: Ob Leckagekon trolle an<br />

Pipelines, Überprüfung von Reinigungsprozessen in Laboren und<br />

Reinräumen, Überwachung von Abfüllanlagen, Verpackung und<br />

Transport von Chemikalien – die erhobenen Daten helfen den Betrieben,<br />

die richtigen Entscheidungen zu treffen.<br />

Arcelormittal, ein großer Stahlhändler und Stahlproduktehersteller,<br />

beobachtete an seinem Standort in Belgien bereits kurz<br />

nach der Fertigung erste Korrosionsanzeichen an neuen Stahlspulen.<br />

Für die Ursachenforschung entschied man sich für den Einsatz<br />

von X-node. „Erst wenn wir genügend Informationen gesam-<br />

melt haben und uns tiefe Einblicke in die Prozesse vorliegen,<br />

können wir Probleme beheben und gute Entscheidungen treffen“,<br />

begründet Tibo De Bolle, Prozessingenieur bei Arcelormittal, den<br />

Einsatz des neuen Monitoringsystems.<br />

DOKUMENTATION UND AUDITS<br />

Der X-node wurde im Ingenieurwissenschaftlichen Technikum<br />

des IGF ausgiebig getestet. Christian Monz, Technikumsleiter am<br />

IGF erklärt dazu. „Der X-node ergänzt durch signifikante Erkenntniserhöhung<br />

konventionelle Gefahrstoffmessungen im Arbeitsschutz.<br />

Wir sehen ein hohes Potenzial für den Einsatz von smarten<br />

Monitoring-Systemen, insbesondere bei der Überwachung<br />

von Schutzmaßnahmen oder dem Erkennen von Expositionsereignissen<br />

plus zeitlicher Zuordnungen.“ Die IoT-Datenservices<br />

des Herstellers ermöglichen den Versand und Download aller<br />

Informationen im Dashboard. Eine Integration der Messwerte in<br />

die firmeneigene Software und die Nutzung dieser Daten für die<br />

Steuerung anderer Systeme (Lüftungsanlagen) wird von Dräger<br />

unterstützt. Orna abschließend: „Der Charakter einer IoT-Lösung<br />

besteht darin, smarte Systeme miteinander sprechen zu lassen.“<br />

Bilder: Drägerwerk<br />

www.draeger.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Drägerwerk AG & Co. KGaA,<br />

Moislinger Allee 53-55, 23558 Lübeck<br />

Tel. 0800 882 882-0<br />

AUTORIN<br />

Sheila Rietscher, Marketing Manager<br />

Smart Industry bei Dräger<br />

www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 29


ÜBERWACHEN SICHERHEITSGERICHTETER ANALOGSIGNALE<br />

SICHER, AUCH BEI<br />

EXTREMEN UMGEBUNGEN<br />

Neben potentialfreien Kontakten kommen in verfahrenstechnischen<br />

Anlagen vermehrt sicherheitsrelevante Analogsignale zum Einsatz.<br />

Daraus ergeben sich besondere Herausforderungen. Dieser Fachbeitrag<br />

beschreibt zwei Baureihen, die diese Aufgabe meistern.<br />

In prozesstechnischen Anlagen sind abgesehen von Not-Halt-<br />

Signalen auch physikalische Größen wie Drücke, Temperaturen,<br />

Füllstände, Durchflussraten oder Gaskonzentrationen zu<br />

überwachen. Typischerweise werden die jeweiligen Analogsignale<br />

gemäß der Norm IEC 60381 entweder als (0)/4…20-mAoder<br />

als 0…10-V-Signal standardisiert.<br />

Die Vorteile von Stromsignalen liegen in einer höheren Robustheit<br />

gegenüber EMV-Einflüssen sowie einer hohen Messgenauigkeit<br />

bei größeren Leitungslängen. Im Gegensatz dazu zeichnen<br />

sich Spannungssignale durch eine einfache Installation aus. Bei<br />

der Konzepterstellung ist zu berücksichtigen, ob der Sensor<br />

durch das Auswertemodul gespeist werden soll oder sich durch<br />

eine externe Quelle versorgen lässt.<br />

In Abhängigkeit von der Sensorversorgung wird daher zwischen<br />

aktiven und passiven Eingängen des analogen Auswertemoduls<br />

unterschieden. Bei passiven Eingängen auf der Steuerung muss<br />

die Speisung des Analog-Signalgebers extern erfolgen. Im Rahmen<br />

des Engineerings von Analogsignalen kommt der sogenannten<br />

Bürde eine besondere Aufmerksamkeit zu. Erweist sich diese bei<br />

aktiven Eingängen (etwa aufgrund des Leitungswiderstands) als<br />

zu hoch, empfiehlt sich die Nutzung von Trennverstärkern.<br />

halb dieser in der NE43 festgelegten Grenzen befindet, wird als<br />

Messinformation für ungültig definiert und als Ausfallinformation<br />

(≤ 3,6 mA … ≥ 21 mA) interpretiert. Die Auswerteeinheit muss<br />

folglich in der Lage sein, die entsprechenden Informationen bereitzustellen<br />

respektive auf die Abweichung zu reagieren.<br />

Bei der Auslegung von sicherheitsrelevanten Kreisen lassen<br />

sich mit einkanaligen analogen Signalgebern funktional sichere<br />

Anwendungen bis SIL 2/PL d umsetzen. Bei zweikanaligen Sig-<br />

SPEZIELLE ANFORDERUNGEN<br />

Eine spezielle Anforderung ergibt sich aus der NAMUR-Empfehlung<br />

NE43, die Signalpegel für die Ausfallinformation von digitalen<br />

Messumformern mit analogem Ausgangssignal definiert. Die<br />

Messinformation des Analogwertes erstreckt sich dabei auf den<br />

Bereich zwischen 3,8 bis 20,5 mA. Ein Stromwert, der sich außer-<br />

01a + 01b Die Sensorversorgung erfolgt<br />

entweder extern oder über die Signalleitungen<br />

30 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN<br />

02 Beispiel: Wenn der Wert der Bürde<br />

höher ist als der veranschlagte<br />

Gesamtwiderstand ist kein zusätzlicher<br />

Trennverstärker erforderlich<br />

nalgebern beläuft sich der Einsatzbereich<br />

bis zur Sicherheitskategorie<br />

SIL 3/PL e. Ausgehend von den vom<br />

Sensorhersteller zur Verfügung gestellten<br />

Ausfallraten können die MTT-<br />

FD-Werte für den Signalgeber zur<br />

weiteren Berechnung des Safety-<br />

Loops ermittelt werden. Bei der Berechnung<br />

des SIL respektive Performance<br />

Levels sind unter Umständen<br />

Trennverstärker mit einzuplanen.<br />

Neben den strukturellen Architektureigenschaften bedingen<br />

die beiden Normen EN ISO 13849-1 und EN 62061 die Einbeziehung<br />

des Diagnosedeckungsgrads (DC). Bei sicherheitsrelevanten<br />

Analogsignalen zeigt sich ein Plausibilitätsvergleich als nicht<br />

so einfach wie bei digitalen Signalen, da die Analogwerte wegen<br />

Messungenauigkeiten und unterschiedlichen Umgebungsbedingungen<br />

praktisch zu keinem Zeitpunkt gleiche Werte liefern. Daher<br />

muss der Konstrukteur die zulässige Abweichung zwischen<br />

den beiden Analogkanälen festlegen, bei der das System sicherheitstechnisch<br />

noch korrekt arbeitet. Auf der anderen Seite darf<br />

der Toleranzbereich nicht zu eng gefasst sein, um die Anlagenverfügbarkeit<br />

sicherzustellen. Darüber hinaus müssen bei zweikanaligen<br />

Architekturen kurzzeitige Abweichungen außerhalb<br />

des Toleranzbereichs zulässig sein, die in der Regel keine Rückwirkung<br />

auf die funktionale Sicherheit haben. Mit einer entsprechenden<br />

Parametrierung in der Analogauswertung sind hohe<br />

DC-Werte (bis 99 Prozent) möglich, die sich für die SIL-/PL-Bestimmung<br />

in Anspruch nehmen lassen.<br />

MAXIMAL ZULÄSSIGE GEFAHRSTOFF-<br />

KONZENTRATION<br />

MONITORING VON WASSERSTOFF-LUFT-<br />

GEMISCH<br />

Für den sicheren Betrieb von Anlagen zur Herstellung von<br />

grünem Wasserstoff ist eine eingehende Risikobewertung<br />

erforderlich. Eine erhebliche Gefahr ergibt sich aus der<br />

möglichen Selbstentzündung von Wasserstoff. Zur<br />

Minderung dieses Risikos muss die Konzentration des<br />

Wasserstoff-Luft-Gemisches genau überwacht werden.<br />

Zu diesem Zweck setzt das italienische Unternehmen<br />

H 2<br />

Energy das anpassbare Sicherheitssystem Psrmodular<br />

von Phoenix Contact ein, das die Kontrolle von Analogsignalen<br />

ermöglicht. Wird der Grenzwert zum Beispiel<br />

durch Leckage überschritten, löst das Lüftungssystem aus,<br />

um die H 2<br />

-Konzentration zu senken. Darüber hinaus führt<br />

das System Sicherheitsfunktionen wie Notabschaltungen<br />

oder sicherheitsgerichtete Temperaturüberwachung aus.<br />

Alle relevanten Prozessparameter lassen sich über das<br />

Profinet-Gateway an die zentrale Steuerung weiterleiten.<br />

Abgesehen von der Überwachung von sicherheitsrelevanten<br />

Schwellwerten ist bei einigen Anwendungen auch die Berechnung<br />

beziehungsweise Kombination von verschiedenen Analogwerten<br />

gefordert. So kommen zur Absicherung von Traglasten<br />

Lastmessungen an Kränen oder Lastaufnahmen mehrere Kraftsensoren<br />

mit Messung der Einzelkräfte zum Einsatz, wobei im<br />

Ergebnis eine maximale Gesamttraglast nicht überschritten werden<br />

darf. Im Rahmen einer Applikations-FMEA (Failure Mode<br />

and Effects Analysis, deutsch: Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse)<br />

ist zudem zu ermitteln, welcher Analogwert im Fehlerfall<br />

den sicheren Zustand darstellt. Bei digitalen Signalen würde<br />

eine Unterbrechung durch das Ruhestromprinzip typischerweise<br />

in den sicheren Zustand führen. Bei Analogsignalen ist der<br />

sichere Zustand einer Überlastmessung im Fehlerfall nicht null,<br />

sondern der maximal mögliche Wert. Das sicherheitsgerichtete<br />

Automatisierungssystem muss deshalb in der Lage sein, entsprechend<br />

konfiguriert zu werden. Ein anderer Anwendungsfall<br />

kann sich zum Beispiel bei der Berechnung einer maximal zulässigen<br />

Gefahrstoffkonzentration ergeben. Hierzu muss sich der<br />

Anteil gefährlicher Arbeitsstoffe in flüssigen oder gasförmigen<br />

Medien bestimmen lassen. Mathematisch werden die beiden<br />

Anteile ins Verhältnis zueinander gesetzt, was gleichbedeutend<br />

mit einer Division ist. Am Ergebnis orientieren sich dann die<br />

weitergehenden Schutzmaßnahmen, beispielsweise Abschaltungen<br />

oder Belüftungen.<br />

Phoenix Contact bietet mit Psrmodular und AXL F zwei Produktfamilien<br />

an, mit denen sich Aufgabenstellungen zur Überwachung<br />

von sicherheitsgerichteten Analogsignalen einfach realisieren<br />

lassen. Beide Baureihen sind auch als XC-Variante für die<br />

Verwendung in Prozessapplikationen unter extremen Bedingungen<br />

erhältlich. Während das Modul PSR-M-EF7 der PSR-Modularfamilie<br />

eher für die Nutzung in kleineren bis mittleren Anwendungen<br />

optimiert ist, lassen sich mit dem Profisafe-Modul AXL F<br />

PSAI8 ebenso verteilte Systemarchitekturen umsetzen.<br />

Bilder: Phoenix Contact<br />

www.phoenixcontact.de<br />

UNTERNEHMEN<br />

PHOENIX CONTACT Deutschland GmbH<br />

Flachsmarktstraße 8, 32825 Blomberg<br />

Tel. 05235 312000<br />

E-Mail: info@phoenixcontact.de<br />

AUTOREN<br />

Dipl.-Ing.(FH) Carsten Gregorius, Manager<br />

Strategic Product Marketing Safety, und<br />

Dipl.-Ing.(FH) Lutz Rahlves, Product<br />

Management Safety, beide Phoenix<br />

Contact, Bad Pyrmont<br />

www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 31


VOC-MESSUNG BEI SCHLEIFMITTELPRODUKTION<br />

SAUBER VERBRANNT<br />

Bei einem lösemittelverarbeitenden Betrieb nimmt die Abgasreinigung<br />

einen hohen Stellenwert ein. Die Verbrennung des verwendeten<br />

Kohlenwasserstoffs ist dabei ein Thema, das eng mit den anfallenden<br />

Energiekosten verknüpft ist. Eine Lösung für die VOC-Messung war der<br />

Schlüssel zur Ausschöpfung erheblicher Energie-Einsparungspotenziale.<br />

Geht es um die Bearbeitung von Oberflächen aller Art,<br />

sind Schleifmittel ein probates Mittel. Hermes Schleifmittel<br />

ist hier ein in der Branche bekanntes Unternehmen.<br />

Die Herstellung von Schleifmitteln ist gar nicht so<br />

einfach, wie es sich im ersten Moment anhört – vor allem wenn<br />

es sich um Industrieanwendungen handelt.<br />

Der Herstellprozess läuft folgendermaßen ab: Die 1,62 Meter<br />

breiten Schleifbänder werden als Endlosrollen produziert. Ausgangsprodukt<br />

sind Papierrollen, die zuerst durch eine Stempelmaschine<br />

laufen (für die Produktspezifikationen). Danach wird<br />

das Band durch eine Grundiermaschine geführt, die den Leim<br />

aufträgt. Der nächste Arbeitsschritt erfolgt in der Streumaschine.<br />

Dort wird das Schleifkorn elektrostatisch aufgeladen, dass dadurch<br />

in der vorgegebenen Menge und Verteilung auf das mit<br />

dem Leim präparierte Band aufgetragen wird. Michael Hartl, Leitung<br />

Elektrotechnik bei Hermes Schleifmittel erläutert: „Ein Arbeitsprozess,<br />

der Genauigkeit erfordert. Die Streuung und die<br />

Körnung sind entscheidend für das Schleifergebnis.“<br />

AB IN DEN OFEN<br />

Er erklärt weiter: „Wurde das Korn aufgebracht, kommt das Band<br />

in den ersten Trocknungsofen. Dort wird es in Schlaufen aufgehängt<br />

durch den Ofen geführt.“ Weitere Arbeitsschritt vervollständigen<br />

die Fertigung. Abschließend wird das Band in einem<br />

weiteren Ofen getrocknet und auf eine Jumbo-Rolle gewickelt. Im<br />

Zuge der Trocknung werden aus den verwendeten Rohrstoffen<br />

die Lösemittel ausgetrieben. Für diese Gase gelten strenge Auflagen<br />

zur Emissionsbegrenzung. Daher muss die Abluft einer<br />

Reinigung unterzogen werden. Bei Hermes Schleifmittel in Bad<br />

St. Leonhard wurde dafür in eine moderne RTO-Anlage investiert.<br />

Die Regenerative Nachverbrennung (engl. Regenerative thermal<br />

oxidation, RTO) ist ein Verfahren zur thermischen Abgasreinigung<br />

und wird bevorzugt zur Minderung von Kohlenwasserstoff-<br />

Emissionen eingesetzt. Die dabei entstehende Abwärme wird bei<br />

Hermes unter anderem für die Beheizung der Firmengebäude<br />

eingesetzt und ergänzt die vorhandene Hackschnitzel-Heizung.<br />

32 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


BETRIEBSTECHNIK<br />

01 Prüft immer: Der Gesamtkohlenwasserstoff-Analysator misst die<br />

im Abgas gebundenen Kohlenwasserstoffe kontinuierlich<br />

02 Zufrieden mit dem Ergebnis: Michael Hartl von Hermes Schleifmittel<br />

und Dominik Aschauer von Sick Österreich (von li.)<br />

Nochmal Hartl: „Die anfallenden Kohlenwasserstoff-Emissionen<br />

sind vom jeweiligen Produkt und dem zeitlichen Verlauf abhängig.<br />

Zudem werden zu Beginn des Trocknungsprozesses mehr<br />

Lösemittel abgegeben als kurz vor Ende des Arbeitsschritts. Die<br />

Menge der Emissionen im Abgas ist jedoch entscheidend. Ohne<br />

messtechnische Bewertung der VOC-Konzentration müsste man<br />

immer die maximale Abluftmenge der Abgasreinigungsanlage<br />

zuführen. Somit würde man in die RTO-Anlage auch saubere Abluft<br />

einbringen, die eigentlich keiner Nachverbrennung bedarf.“<br />

Das bedeutet einen doch unnötig hohen Energieeinsatz für<br />

den Betrieb der Ventilatoren. Dazu kommt ein weiterer Faktor:<br />

Sind weniger brennbare Kohlenwasserstoffe im Abgas, benötigt<br />

DIE VERBRENNUNG DES CO 2<br />

IST<br />

ENG MIT DEN ANFALLENDEN<br />

ENERGIEKOSTEN VERKNÜPFT<br />

die Nachverbrennungsanlage mehr Zusatzbrennstoff in Form<br />

von Erdgas. Es ist also wichtig zu wissen, wie hoch die Schadstoffkonzentration<br />

in der von den Trocknungsöfen kommenden<br />

Abluft ist, um die Abgasreinigungsanlage im Hinblick auf die<br />

Betriebskosten zu optimieren.<br />

ZIEL: AUTOTHERMER BETRIEB<br />

Bisher wurde immer sämtliche Abluft aus der Produktion der<br />

Nachbehandlung zugeführt. Damit war das Unternehmen auf der<br />

sicheren Seite. Damit einher ging jedoch ein unnötig hoher Betriebsmitteleinsatz.<br />

Denn bei einer hohen Konzentration an Lösemitteln<br />

im Abgas könnte die RNV eigentlich ohne zusätzlichen<br />

Brennstoff auskommen, das wird autothermer Betrieb genannt.<br />

Dabei enthält das Abgas ausreichend brennbare Lösemitteldämpfe,<br />

sodass die Oxidation der Schadstoffe ohne die Zugabe<br />

von Primärenergie (zum Beispiel Erdgas) erfolgen kann. Hier beheizt<br />

sich die Anlage durch die bei der Oxidation der Schadstoffe<br />

freiwerdende Energie selbst. Bei maximaler Absaugleistung erreicht<br />

man diesen Zustand nicht. „Kennt man die Konzentration<br />

der flüchtigen Kohlenwasserstoffe in der Abluft, dann kann man<br />

die Abluftanlage steuern und die Nachverbrennungsanlage arbeitet<br />

nahe am Optimum, dem autothermen Betrieb. Wird die<br />

Abluft in gezielt in jenen Zonen entnommen, in denen gerade<br />

produziert wird, so steigt die Konzentration der Kohlenwasserstoffe<br />

und der notwendige Erdgasbedarf sinkt“, fügt Hartl an.<br />

KOMPLEXES MESSVERFAHREN<br />

Somit rückt die Messung der flüchtigen Kohlenwasserstoffe<br />

(VOCs) immer mehr in den Fokus. Dafür ist jedoch ein komplexes<br />

Messverfahren erforderlich. Gefunden hat Hermes Schleifmittel<br />

das beim Unternehmen Sick. Dazu Hartl: „Wir wollten eine<br />

Komplettlösung aus der Hand. Also galt es unser Know-how<br />

über die Produktion von Schleifmitteln und den dabei erforderlichen<br />

Lösemitteleinsatz mit der Expertise eines Fachunternehmens<br />

im Bereich der Prozessanalytik zu bündeln. Die Spezialisten<br />

von Sick haben uns zum Beispiel darauf aufmerksam gemacht,<br />

dass wir anstelle von drei einzelnen Messsystemen eigentlich<br />

nur eine Umschaltung zwischen den drei Entnahmestellen benötigen.<br />

Die Trocknung passiert selten in allen Zonen der Produktion<br />

gleichzeitig. Daraus ergab sich die Idee einer automatischen<br />

Umschaltung der Messgasentnahme zwischen den drei<br />

möglichen Abluftsträngen.“<br />

Ein weiterer wichtiger Baustein der Lösung: Die flüchtigen<br />

Kohlenwasserstoffe werden durch extra beheizte Messleitungen<br />

geführt, um zu verhindern, dass durch Abkühlung ein Kondensat<br />

entsteht, das sich eventuell in den Leitungen absetzen und<br />

diese verstopfen kann. Beheizte Messgasleitungen verhindern<br />

Kondensationseffekte ermöglichen eine zuverlässige und langzeitstabile<br />

Analyse. Fazit: Die gesamte Messanlage läuft seit drei<br />

Jahren völlig problemlos und die Reduktion beim Energieverbrauch<br />

kann sich laut Hartl sehen lassen. Abschließend fügt er<br />

noch an: „Fakt ist, dass wir deutlich Erdgas einsparen konnten.<br />

Bei der Fertigung mancher Produkte wurde die Erdgaszugabe<br />

von 50 auf 30, 20 oder sogar 10 m 3 /h reduziert. Dies übertrifft<br />

sogar unsere Erwartungen.“<br />

Bilder: Sick, Hermes Schleifmittel<br />

www.sick.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

SICK AG<br />

Erwin-Sick-Str. 1, 79183 Waldkirch<br />

Tel. 07681 202-0<br />

E-Mail: info@sick.de<br />

www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 33


BETRIEBSTECHNIK<br />

Datendrehscheibe im Feld der<br />

Prozessanlage: Field Switch mit<br />

Ethernet-APL und Profibus PA<br />

ETHERNET-APL<br />

DAS KABEL<br />

BRINGT´S<br />

Die Technologie Ethernet-APL soll Digitalisierung<br />

in jeden Winkel einer Prozessanlage bringen.<br />

Ein Spezialist aus Mannheim möchte damit die<br />

schnelle und effiziente Kommunikation vorantreiben,<br />

auch in explosionsgefährdete Bereiche.<br />

Pepperl+Fuchs ist sich sicher, das mit 10 Mbit/s die Übertragung<br />

enormer Datenmengen über große Reichweiten mit<br />

Ethernet-APL mindestens 300-mal schneller erfolgt als mit<br />

aktuellen Technologien wie HART oder Feldbus. Die Anwender<br />

können somit auf die Informationen von hochgradig diagnostizierbaren<br />

und konfigurierbaren Geräten zugreifen.<br />

Über den Ethernet-APL Field Switch können mehrere Applikationen<br />

gleichzeitig Informationen aus dem Feld abfragen. Die<br />

Diagnose über die physikalische Schicht selbst ermöglicht es,<br />

schleichende Qualitätsverschlechterungen und Fehler in der Installation<br />

zu erkennen und zu beseitigen. Der Hersteller meint,<br />

dass sich ganz einfach sagen lässt, dass der nahtlose Einblick mit<br />

Hilfe der Ethernet-APL-Technologie hilft, die Produktionsqualität<br />

und Anlagenverfügbarkeit auf hohem Niveau zu halten. Der<br />

Switch meldet Messungen der physikalischen Schicht auch für<br />

die Glasfaser übertragung.<br />

BIS 30 KM<br />

Speziell entwickelte SFP-Module verbinden den Switch mit dem<br />

Netzwerk über Singlemode- und Multimode-Glasfaserkabel.<br />

Dabei unterstützen sie Kabellängen bis zu 30 km. Sie sind als Zubehör<br />

für den Switch zertifiziert und lassen sich in Zone 2/Div. 2<br />

installieren.<br />

Bereits auf der Achema präsentierte Pepperl+Fuchs die neuesten<br />

Infrastrukturprodukte für alle Signaltypen, von eigensicheren<br />

Barrieren und Remote I/O bis hin zu Feldbus und Ethernet-APL.<br />

Das Team des Unternehmens begleitet Planer und Endanwender<br />

auf dem Weg für IIoT-Anwendungen. Zudem wurde in Frankfurt<br />

ein neues Veranstaltungsformat ins Leben gerufen. Der Ethernet-<br />

APL Expert Talk ließ verschiedene Hersteller und Anwender zu<br />

Wort kommen. Die Experten berichten dabei über Ihre Erfahrungen<br />

zu den Herausforderungen, Lösungen, Nutzen und Chancen<br />

mit Ethernet-APL.<br />

Bilder: Pepperl + Fuchs<br />

www.pepperl-fuchs.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

Pepperl+Fuchs SE<br />

Lilienthalstraße 200, 68307 Mannheim<br />

Tel. 0621 776-2222<br />

E-Mail: info@de.pepperl-fuchs.com<br />

34 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


BETRIEBSTECHNIK<br />

LAGERUNG VON<br />

LITHIUM-IONEN-AKKUS<br />

Lithium-Ionen-Akkus<br />

bieten viele<br />

Vorteile, jedoch<br />

auch Risiken, vor<br />

allem die hohe<br />

Brandgefahr bei<br />

unsachgemäßer<br />

Lagerung oder<br />

während des Ladens. Um diesen Risiken effektiv zu<br />

begegnen und die Sicherheit zu erreichen, hat<br />

Asecos Ion-Line-Sicherheitsschränke im Programm.<br />

Die Produktserie wurde speziell für die aktive und<br />

passive Lagerung von Lithium-Ionen-Akkus konstruiert.<br />

Im Schrank werden diese nicht nur gelagert,<br />

sondern auch sicher geladen. Die Typ-90-Bauweise<br />

sorgt dabei doppelt für Brandschutz: sowohl von<br />

außen nach innen, als auch von innen nach außen.<br />

Entsteht im Inneren des Schrankes ein Brand, zum<br />

Beispiel durch einen überhitzten Akku, ist sein<br />

Standort für 90 Minuten vor den Flammen geschützt.<br />

Umgekehrt sind auch die Akkus im Inneren<br />

des Schrankes für die gleiche Zeit vor Flammen von<br />

außen geschützt. Schutz für besonders sensible<br />

Bereiche bietet das GS-zertifizierte und geprüfte<br />

Ultra-Modell. Verbesserter Brandschutz, aktives<br />

Rauchgasmanagement und erweiterte Überwachung<br />

sorgen hier für noch größere Sicherheit.<br />

www.asecos.com<br />

ANLAGEN MIT PRÄZISIONSARMATUREN<br />

OPTIMIEREN<br />

Genau aufeinander abgestimmte<br />

Komponenten sorgen für zuverlässige<br />

Prozesse in Anlagen der<br />

Prozessindustrie. Eine breite<br />

Auswahl an Kugelhähnen, Ventilen<br />

und Druckminderern stellt VSM<br />

Engineering zur Verfügung. Durch<br />

eine passgenaue Herstellung<br />

ermöglicht das Unternehmen<br />

individuelle Sonderlösungen. Die<br />

Armaturen eignen sich für die<br />

<strong>Verfahrenstechnik</strong>, Forschung und<br />

Entwicklung, MSR-Technik sowie Reinstgasversorgung. Der<br />

Hersteller verwendet laut Eigenaussage nur Materialien mit<br />

den Werkstoffzeugnissen 3.1 und bietet für äußerst kritische<br />

Medien Werkstoffe wie Hastelloy, Monel und Peek an. In<br />

Zusammenarbeit mit den Anwendern entstehen so Kugelhähne<br />

oder Membranventile, die die Ingenieure je nach<br />

Bedarf in den entsprechenden Nennweiten-, Anschluss- und<br />

Kombinationsanforderungen maßfertigen. Die Armaturen<br />

sind präzise auf das jeweilige Medium abgestimmt und<br />

sorgen mit ihrer langfristigen Funktionalität für einen<br />

zuverlässigen Prozess. Auch der Wartungsaufwand verringert<br />

sich, da die Komponenten weniger anfällig gegenüber<br />

Verschleiß sind und sich dadurch die Instandhaltungsintervalle<br />

verlängern. Diese Einsparungen machen sich auch bei<br />

den Betriebskosten bemerkbar.<br />

www.vsm-gmbh.de<br />

IMPRESSUM<br />

erscheint <strong>2024</strong> im 58. Jahrgang,<br />

ISSN: 0175-5315 / ISSN E-Paper: 2747-8025<br />

REDAKTION<br />

Chefredakteur: Dipl.-Ing. (FH) Guido Matthes (gm),<br />

Tel.: 06131/992-351, E-Mail: g.matthes@vfmz.de<br />

(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />

Redaktion: B. A. Melina Hosseinli (mh) (Vol.),<br />

Tel.: 06131/992-349, m.hosseinli@vfmz.de<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,<br />

Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />

E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

GESTALTUNG<br />

Sonja Daniel, Anette Fröder, Conny Grothe<br />

SALES<br />

Andreas Zepig,<br />

Tel.: 06131/992-206,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de,<br />

Oliver Jennen<br />

Auftragsmanagement: Nevenka Islamovic,<br />

Tel.: 06131/992-113, E-Mail: n.islamovic@vfmz.de<br />

Anzeigenpreisliste <strong>2024</strong>, gültig ab 01.10.2023<br />

LESERSERVICE<br />

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />

Große Hub 10, 65344 Eltville,<br />

Tel.: 06123/9238-266<br />

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(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />

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Jahresabonnement Inland: € 99,- (inkl. Versandkosten)<br />

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Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />

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Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />

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www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 35


TRENDTHEMA<br />

ROBOTER ZUM ABFÜLLEN<br />

KLEINER CHARGEN<br />

GESUNDHEIT<br />

PERSONALISIERT<br />

VERPACKT<br />

Die personalisierte Medizin bedeutet einen<br />

elementaren Wandel für die Pharma- und Biotech-<br />

Industrie, die eigentlich auf große Mengen<br />

ausgerichtet ist. Ein Automationsspezialist hat<br />

darauf reagiert und eine Lösung entwickelt, die sich<br />

besonders fürs Abfüllen kleiner Chargen eignet.<br />

Fabian Stutz, CEO von Pharmabotix erklärt: „Die personalisierte<br />

Medizin bringt es mit sich, dass die Chargen von biopharmazeutischen<br />

Produkten zunehmend kleiner und<br />

deshalb nicht immer in traditionelle Fläschchen oder<br />

Spritzen abgefüllt werden.“<br />

Sein Unternehmen mit Sitz in Seengen in der Schweiz ist spezialisiert<br />

auf Automations- und Robotiklösungen für das Abfüllen<br />

kleinerer Chargen, wie sie in der Zell- und Gentherapie sowie der<br />

pharmazeutischen Industrie vorkommen. Unter dem Markennamen<br />

Sally vermarktet das Unternehmen verschiedene Module<br />

für diese Bereiche. Dabei setzt das Unternehmen auch auf den<br />

Motoman HD8 von Yaskawa.<br />

BIS ZU SIEBEN CRYO VIALS PRO MINUTE<br />

Bei kleinen Losgrößen setzt die Pharmaindustrie oft auf manuelle,<br />

personalintensive Prozesse. Die Vorgänge erfordern gut ausgebildete<br />

Mitarbeiter. Und doch hängt die Qualität stark von der<br />

jeweiligen Person ab. Dazu Stutz: „Zudem lassen sich diese Produktionsprozesse<br />

nur schwer kommerziell skalieren und in die<br />

Massenproduktion überführen.“ Deshalb hat Pharmabotix für<br />

Sally ein Konzept zur automatisierten Befüllung von Cryo Vials<br />

für den Zell- und Gentherapie-Bereich entwickelt. Dabei füllt das<br />

Modul Cryofiller automatisiert bis zu sieben Fläschchen pro Minute<br />

ab. Cryo Vials sind Behälter aus kältebeständigem Kunststoff,<br />

mit denen biologische Proben oder Zellen in flüssigem<br />

Stickstoff bei bis zu -196 °C gelagert werden, um die Stabilität und<br />

Qualität der Proben zu ermöglichen. Anders als klassische Vials<br />

werden sie nicht mit einem Stopfen und einer Metallkappe, sondern<br />

mit einer Schraubkappe verschlossen.<br />

Basis des Cryofiller ist ein Labworx Tischabfüllsystem von<br />

Groninger, einem Hersteller von Abfüllanlagen. Die Cryo Vials<br />

werden in einem Rack oder durch ein Zuführsystem bereitgestellt.<br />

Ein oder mehrere Schraubsysteme (je nach Zykluszeitvorgabe)<br />

öffnen die Fläschchen, die automatisiert befüllt und<br />

wieder verschlossen werden. Das Handling der Cryo Vials übernimmt<br />

ein Motoman HD8 von Yaskawa mit Elektrogreifer.<br />

Die gesamte Zelle entspricht den Vorschriften für Reinräume<br />

der GMP-Klassen A und B. Auch die Cryo Vials sind steril. Das<br />

stellte die Entwickler von Pharmabotix vor eine besondere Herausforderung.<br />

Denn für die Integrität des Produkts und die<br />

lückenlose Rückverfolgbarkeit muss nach dem Abfüllen wieder<br />

der entsprechende Verschluss auf das jeweilige Fläschchen geschraubt<br />

werden.<br />

36 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


TRENDTHEMA<br />

MEINUNG DER REDAKTION<br />

Personalisierte Medizin ist für mich das „next big thing“. Denn so unterschiedlich<br />

wie die Menschen sind, so unterschiedlich muss auch eine Therapie<br />

sein. Die beginnt für einen selbst zwar in der Arztpraxis, aber die vielen<br />

Prozesse, die anschließen im Hintergrund ablaufen, sind ebenso elementar<br />

für den Heilungsprozess. Und das Abfüllen „meiner Medizin“ gehört dann<br />

auch dazu. Somit sorgt nicht nur die sichtbare Technik im Krankenhaus für<br />

den Heilungsprozess (Stichwort Roboter im OP), sondern die Maschinen<br />

sorgen auch dafür, dass meine Medizin zielgerichtet abgefüllt wird.<br />

GUIDO MATTHES, Chefredakteur<br />

FÜR DIE HÖCHSTE REINRAUMKLASSE<br />

Das Team von Pharmabotix hatte klare Anforderungen an den<br />

Roboter für den Cryofiller. Unter anderem sollte die Reinigung<br />

mit industrieüblichen Mitteln und die Dekontaminierung mit<br />

Wasserstoffperoxid (H2O2) möglich sein. „Für uns kam deshalb<br />

nur der Motoman HD8 von Yaskawa in Frage“, berichtet Stutz.<br />

Die HD-Reihe (Hygienic Design) besteht aus 6-achsigen Robotern,<br />

die die Anforderungen der Pharmaindustrie und ähnlich<br />

hygienesensitiver Branchen erfüllen, und zwar bis zur höchsten<br />

Reinraumklasse GMP-Klasse A. Alle Applikationskabel und Medienleitungen<br />

verlaufen im Innern des Gehäuses. Das ist abgerundet<br />

und totraumfrei sowie ohne externe Schrauben, Lücken<br />

oder Hinterschneidungen. So lässt sich der HD8 einfach reinigen,<br />

mit allen gängigen Desinfektionsmitteln und -maßnahmen. Die<br />

beständige Oberfläche ist zudem besonders glatt, damit sich<br />

keine Schmutzpartikel und Mikroorganismen absetzen können.<br />

Durch die Schutzklasse IP69K ist er gut geeignet für Labor-,<br />

Feucht- und Reinraum-Umgebungen.<br />

BENUTZERFREUNDLICHE SCHNITTSTELLE<br />

Pharmabotix setzt bei der Automatisierung auf das SRCI Standard<br />

Robot Command Interface. Die Schnittstelle ermöglicht die<br />

einfache Programmierung der Roboter direkt in der SPS. Der Anwender<br />

kann sich so auch ohne spezielle Kenntnisse der Robotersteuerung<br />

im gängigen IEC-61131-Umfeld bewegen und die<br />

vertraute Bedienumfeld auch zur Bedienung des Roboters nutzen.<br />

Gleichzeitig bleiben alle genuinen Vorteile der Robotersteuerung<br />

erhalten: So berechnet die Robotersteuerung die Bewegungskinematik<br />

und ermöglicht eine hohe Bewegungsqualität.<br />

SRCI ist dabei nicht auf eine bestimmte SPS oder einen bestimmten<br />

Feldbus beschränkt.<br />

Pharmabotix nutzt die Siemens WinCC Unified Plattform. „Deshalb<br />

war eine wichtige Voraussetzung, dass der Motoman HD8<br />

zur Siemens-Steuerung kompatibel ist. Denn die Bedienung von<br />

Persönlich und fix: Die Neuentwicklung kann automatisiert bis<br />

sieben Fläschchen pro Minute abfüllen, mehr ist geplant<br />

Sally soll möglichst einfach und intuitiv sein, und über ein einziges<br />

Panel erfolgen. Im regulierten Bereich hat das noch einen<br />

weiteren Vorteil: Es muss nur eine einzige Steuerung getestet werden<br />

– mit entsprechend weniger Aufwand und Kosten“, sagt Stutz.<br />

Das Konzept des Cryofiller-Moduls für Sally wurde potenziellen<br />

Anwendern als Proof of Concept bei einem Workshop vorgestellt.<br />

Das Feedback war grundsätzlich sehr positiv. Nun entwickelt<br />

Pharmabotix das System weiter, damit es unter anderem<br />

den Anforderungen des EU GMP Annex 1 entspricht. Pharmabotix<br />

will Sally als modulare Plattform für verschiedene automatisierte<br />

Prozesse im Zell- und Gen-Bereich positionieren, mit<br />

Robotern als zentralem Handling-Element.<br />

Bilder: Pharmabotix AG<br />

ww.yaskawa.de<br />

HINTERGRUND ATMP<br />

Fortschritte in der Zell- und Gentherapie ermöglichen,<br />

dass Mediziner die Behandlungen und die Medikamente<br />

individuell anpassen: Advanced Therapy Medicinal<br />

Products (ATMPs) genannt. Auch Arzneimittel für<br />

neuartige Therapien setzen Ärzte ein: Dem Patienten<br />

werden lebende Zellen oder defekte Gene entnommen,<br />

im Labor bearbeitet und anschließend wieder verabreicht.<br />

So lassen sich Krankheiten behandeln, verhindern oder<br />

sogar beschädigtes Gewebe regenerieren und ersetzen.<br />

UNTERNEHMEN<br />

Yaskawa Europe GmbH<br />

Philipp-Reis-Str. 6<br />

65795 Hattersheim am Main<br />

Tel. 06196 569300<br />

E-Mail: info@yaskawa.eu<br />

AUTOR<br />

Florian Kohut, Key Account Manager<br />

Packaging Industry, Yaskawa Europe GmbH<br />

www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 37


TRENDTHEMA<br />

MULTI-VERPACKUNG FÜR LEBENSMITTEL<br />

FISCH OHNE PLASTIKSCHRUMPFFOLIE<br />

Ein Hersteller für haltbare Thunfischprodukte wollte die Plastikverpackungen<br />

ersetzen, ohne dabei mehr Abfall zu verursachen.<br />

Nach enger Zusammenarbeit mit Spezialisten gibt es ab sofort<br />

eine Verpackungsinnovation.<br />

Ecotwist ist eine Verpackungslösung, die traditionelle Plastikschrumpffolie<br />

durch einen sogenannten Smartstrip ersetzen<br />

kann. Das neue Design erfüllt die Zielsetzung von<br />

John West (einem Hersteller für haltbare, ungekühlte Thunfischprodukte),<br />

bis 2025 insgesamt 100 Prozent seiner Produkte<br />

in nachhaltigen Verpackungen zu produzieren. Bei dem Smartstrip<br />

können Verbraucher die oberste Dose recht einfach drehen<br />

und abziehen, um sie vom Dosenstapel abzulösen. Durch die<br />

Ecotwist genannte Lösung spart John West jährlich etwa 65 Tonnen<br />

Plastikschrumpffolie oder 300 Tonnen Karton ein.<br />

Das Twist-Prinzip entwickelte Touch Design in enger Zusammenarbeit<br />

mit dem Team von John West. James Pryor, Managing<br />

Partner bei Touch, erklärt: „Wir hatten die Vorgabe, die Plastikschrumpffolie<br />

komplett zu entfernen. Dabei sollte die neu entwickelte<br />

Lösung die Stabilität des Multipacks beibehalten.“ CCL Label,<br />

ein weiterer Partner, musste die richtige Balance finden,<br />

damit die Smartstrips aus Aluminium stabil genug sind, um ge-<br />

stapelt und transportiert zu werden. Wayne Firth, UK Sales and<br />

Marketing Director bei CCL Label, ergänzt: „Das Drehen und Abziehen<br />

einer Dose muss sich gut anfühlen. So soll der Smartstrip<br />

im richtigen Moment nachgeben. Die zu entwickelten Etiketten<br />

mussten daher verschiedene Eigenschaften erfüllen und das<br />

richtige Maß an Klebekraft bieten.“<br />

SCHUBERT ENTWICKELT VERPACKUNGSLINIE<br />

Die Schubert Group entwickelte eine eigens für John West konzipierte<br />

Verpackungslinie, die alle Anforderungen des Konzepts<br />

in eine industrielle Lösung integriert. Cyrille Zimmermann,<br />

Projektleiter bei Schubert, ist sich sicher: „Wir haben hier eine<br />

WIR HATTEN DIE VORGABE, EIN<br />

‚MULTIPACK 2.0‘ MIT MINIMALER<br />

VERPACKUNG ZU ENTWICKELN<br />

zukunftsweisende neue Verpackungstechnologie entwickelt,<br />

gebaut und in Betrieb genommen. John West verfügt jetzt über<br />

die erste Verpackungslinie in dieser Kategorie weltweit.“<br />

John West startete das Projekt Ecotwist vor drei Jahren mit dem<br />

Ziel, Plastikschrumpffolie komplett aus ihren Produkten zu entfernen<br />

und sie mit einer komplett recycelbaren Lösung zu ersetzen.<br />

Vikki Babb, International Marketing Director bei John West,<br />

erklärt abschließen: „Wir haben unsere Dosen komplett<br />

neugestaltet. Weiterhin sind sie trotz der<br />

gleichen Menge Thunfisch leichter geworden,<br />

wodurch wir jährlich über 400 Tonnen<br />

Stahl einsparen. Wir haben auch die<br />

anderen Inhaltsstoffe reduziert – etwa<br />

Sonnenblumenöl, Wasser oder Salzlake –<br />

welche die Verbraucher in der Regel wegschütten.<br />

Damit sparen wir weitere 1.500<br />

Tonnen Abfall pro Jahr ein.“<br />

Bilder: John West Foods<br />

www.schubert.group<br />

UNTERNEHMEN<br />

Gerhard Schubert GmbH<br />

Verpackungsmaschinen<br />

Hofäckerstraße 7, 74564 Crailsheim<br />

Tel. 07951 4000<br />

E-Mail: info@gerhard-schubert.de<br />

38 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09<br />

www.verfahrenstechnik.de


FÜR DIE QUALITÄT VON STERILVERPACKUNGEN<br />

TRENDTHEMA<br />

Das System Qual-IS von Sidel ist eine integrierte Lösung, die alle Aspekte der<br />

Qualitätskontrolle und Nahrungsmittelsicherheit bei der Sterilverpackung<br />

steuert. Es digitalisiert alle Tätigkeiten der QM-Kontrolle und fasst diese<br />

zusammen. Und das sowohl im Labor als auch bei der Rückverfolgung oder der<br />

Probenentnahme. Die digitale Lösung wird auf der Produktionslinie und in den<br />

Laboranlagen installiert. Zugreifen kann der Nutzer dann auch mobil. Das<br />

System umfasst sechs Hauptkomponenten, einschließlich Probenentnahmeplan,<br />

Labormanagement, Rückverfolgbarkeit, Risikoanalyse und kritische<br />

Prüfpunkte (HACCP), Kalibrierungszertifikate und Qualitätsstatus.<br />

Die Grundlage der Lösung ist die Rückverfolgbarkeit. Jeder Flasche wird ein<br />

eindeutiger Code zugewiesen und aufgedruckt, der alle mit dieser Flasche im<br />

Laufe ihres Fertigungsvorgangs verbundenen Daten enthält, einschließlich<br />

Preform und Verschluss, Produktrezeptur, Produktionsprozessparameter und<br />

selbst kritische Faktoren, Ereignisse und Fehlermeldungen. Auch die Probenentnahme<br />

ist ein wichtiger Bestandteil des Qualitätskontrollsystems. Deshalb beinhaltet das System bereits anwenderspezifische<br />

und vorbereitete Probenentnahmemodelle, die auf einem statistischen Ansatz beruhen. Weiterhin gibt<br />

es Qualitätskontrollverfahren für alle Komponenten der sterilen Produktionsanlagen, eine Risikoanalyse Kalibrierungspläne<br />

und die Kontrolle aller Prüfmittel für die kritischen Prüfpunkte, mit der Möglichkeit in der App das Ablaufdatum<br />

der jeweiligen Zertifikate einzusehen.<br />

www.tetralaval.com<br />

DRUCKSYSTEME FÜR PRODUKTE<br />

UND VERPACKUNGEN<br />

Rea Elektronik hat laut Eigenaussage die<br />

erforderliche Hard- und Software, eine große<br />

Vielfalt an Tinten und das Know-how für die<br />

Anforderungen an Drucksysteme. Diese<br />

reichen von der Wahl der passenden Codes<br />

über die Wahl der passenden Technologie,<br />

deren Einbindung in übergeordnete Systeme<br />

zur Steuerung oder Datenanbindung, bis zur<br />

Prüfung der Codequalität, neuerdings auch<br />

zu 100 Prozent inline. Die drei Produktlinien<br />

des Unternehmens sind: „Jet“ zur berührungslosen<br />

Kennzeichnung mit Tinte und<br />

Laser, „Label“ zur Etikettierung und „Verifier“<br />

zur Prüfung von Matrix- und Strichcodes. Der<br />

„Jet up“ bedruckt berührungslos verschiedenste<br />

Oberflächen und das bei dreifacher<br />

Geschwindigkeit im Vergleich zu anderen Systemen<br />

– so der Hersteller. Seine patentierten,<br />

schnell trocknenden Tinten reichen von ölund<br />

leicht lösemittelhaltig bis hin zu lichthärtend<br />

und wurden für den hochaufgelösten<br />

Direktdruck auf vielfältigste Untergründe<br />

entwickelt – von saugenden Materialien wie<br />

Papier bis veredelte Oberflächen.<br />

www.rea.de<br />

RÖNTGENPRÜFSYSTEM FÜR LEICHTE<br />

SCHLAUCHBEUTEL<br />

Von Ishida gibt es das Röntgenprüfsystem IX-EN-2493-Compact.<br />

Es kann bei sehr leichtgewichtigen Schlauchbeutelverpackungen<br />

eine Fremdkörperdetektion mit Hochgeschwindigkeit durchführen.<br />

Das Gerät erreicht Bandgeschwindigkeiten bis zu 120 Metern<br />

pro Minute. Um das zu erreichen, hat das Gerät ein speziell unterbrochenes<br />

Förderbanddesign. Bei herkömmlichen Röntgenprüfsystemen<br />

kann der Schutzvorhängen am Ein- und Auslass der<br />

Prüfkammer die Schlauchbeutel auf dem Förderband verschieben.<br />

Das neue System durchleuchtet die Verpackung in dem<br />

Moment, wenn sie die Lücke<br />

im Förderband passiert. Dies<br />

ermöglicht den Einsatz<br />

verkürzter Schutzvorhänge, die<br />

die Position der Teile auf dem<br />

Förderband nicht beeinflussen.<br />

Das System erkennt Fremdkörper<br />

und beschädigte oder<br />

fehlgeformte Produkte.<br />

www.ishida.com<br />

Wasserbehandlung neu definiert<br />

Sparen & Schützen: Ihre Lösung für umweltfreundliche Effizienz<br />

www.molkat.de


TRENDTHEMA<br />

DIGITALE POSITIONSANZEIGEN<br />

DIGITAL POSITIONIERT<br />

SICH BESSER<br />

01<br />

Ein Hersteller setzt in Tubenrohrschweißmaschinen auf eine<br />

überwachte Formatverstellung mit digitalen Positionsanzeigen.<br />

Dies erhöht die Prozesssicherzeit und optimiert die Fertigung.<br />

In vielen Bereichen des täglichen Lebens aber auch im Pharmabereich<br />

werden Tuben in unzähligen Größen und Formaten<br />

hergestellt. Maschinen, auf denen die Verpackungen gefertigt<br />

werden, kommen zum Beispiel von Packsys aus der Schweiz.<br />

Ein wichtiger Aspekt mit großem Einfluss auf die Prozesssicherheit<br />

der Anlagen ist die korrekte Formatverstellung in den Maschinen,<br />

das heißt die Anpassung der Einstellungen auf unterschiedliche<br />

Tubenformate. Um hier up to date zu sein, hat der<br />

Hersteller eine überwachte Formatverstellungslösung von Siko<br />

aus Deutschland integriert.<br />

ÜBERWACHUNG IN TUBENROHR­<br />

SCHWEISSMASCHINE<br />

In vielen Maschinen des Unternehmens müssen regelmäßig Formatverstellungen<br />

vorgenommen werden. Die gängigste Methode<br />

ist die Verstellung über mechanische Positionsanzeigen, was<br />

aber Fehlerpotenzial birgt. Als Alternative lohnt es sich, digitale<br />

Positionsanzeigen für eine überwachte Formatverstellung zu integrieren.<br />

Bei der Entwicklung einer neuen Tubenrohrschweiß-<br />

maschine, des Flexseamer, wurde die Umstellung auf digitale Positionsanzeigen<br />

erprobt.<br />

Die Wahl fiel auf die digitale AP05-Positionsanzeige mit IO-<br />

Link-Schnittstelle von Siko. An etwa zehn Positionen der Anlage<br />

kommen die Anzeigen zum Einsatz, zum Beispiel um Einstellungen<br />

wie die Dicke oder Länge der Kunststofflaminate oder ein variierendes<br />

Druckbild zu überprüfen. Eine weitere Positionsanzeige,<br />

die AP10S, wird für die Positionsüberwachung bei linearen<br />

Bewegungen eingesetzt. Beim Flexseamer wird ein Kunststofflaminat<br />

von einer Rolle abgewickelt. Die Kunststoffbahn wird<br />

längs gefaltet, zu einem Rohr geformt und mit einer Längsschweißnaht<br />

versehen, sodass aus dem Flachmaterial ein Endlosschlauch<br />

entsteht. Ein Rotationsmesser zerschneidet den Kunststoffschlauch<br />

in einzelne Rohrstücke. Dies ist der eigentliche Tubenkörper,<br />

in den später Kosmetika, Zahnpasten oder Pharmaprodukte<br />

eingefüllt werden. Auf einer der beiden Seiten wird eine<br />

sogenannte Schulter mit dem Gewinde sowie dem Verschluss aufgesetzt.<br />

Die andere Seite verbleibt offen, damit beim Abfüller in<br />

diese Öffnung die Inhalte eingebracht und eine finale Querschweißnaht<br />

angefügt werden kann.


TRENDTHEMA<br />

01 Variationen: Die Positionsanzeigen<br />

ermöglichen sichere Maschineneinstellungen<br />

zur Fertigung unterschiedlichster<br />

Tubenvarianten<br />

02 Weiß, wo es hin muss: Die Tubenrohrschweißmaschine<br />

mit Positioniersystemen<br />

(rot eingekreist) für optimierte<br />

Formatverstellungen<br />

02<br />

PROZESSSICHERE BEDIENUNG<br />

DIGITALE POSITIONSINDIKATO-<br />

REN ERMÖGLICHEN WÄHREND<br />

DER PRODUKTION IMMER EXAKT<br />

DIE GLEICHEN EINSTELLUNGEN<br />

Während mechanische Positionsanzeigen nur den Ist-Wert einer<br />

Position ausgeben, zeigen digitale Positionsindikatoren auch den<br />

Soll-Wert einer Einstellung an, das heißt die Maße für eine bestimmte<br />

Tubenvariante sind in der Maschinensteuerung hinterlegt<br />

und werden via IO-Link auf die jeweiligen Anzeigen übertragen.<br />

Ein Bediener muss die Einstellung dann so vornehmen,<br />

dass Ist- und Soll-Wert übereinstimmen.<br />

Für Aitor Henao, Head of Marketing & Communications bei<br />

Packsys Global, liegen die Vorteile einer solchen Lösung auf der<br />

Hand: „Formate können zügig auf einen Blick verstellt werden.<br />

Da für jede Variante die jeweiligen Maße als Rezeptur hinterlegt<br />

sind, kann jedes Produkt jederzeit mit den exakt gleichen Einstellungen<br />

reproduziert werden. Das bedeutet eine gleichbleibend<br />

hohe Qualität, da die Prozesse immer stabil und sicher laufen.“<br />

Emanuel Heusser, Gruppenleiter Automation Engineering im<br />

R&D, betont einen weiteren Aspekt, der für die Qualität relevant<br />

ist: „Die Auswirkungen einer Fehleinstellung werden oft erst<br />

dann deutlich, wenn Produkte stichprobenartig zerstörend geprüft<br />

werden – was einen großen Aufwand bedeutet. Wenn jedoch<br />

dank der digitalen Positionsindikatoren stets während des<br />

Produktionsvorgangs gewährleistet werden kann, dass immer die<br />

gleichen Einstellungen vorgenommen werden, sind nachgelagerte<br />

Qualitätsprüfungen überflüssig.“<br />

Die Entscheidung für eine überwachte Formatverstellung ist<br />

eine Abwägung verschiedener Faktoren. Positionen mit häufigen<br />

Verstellungen auf verschiedenste Varianten bieten sich für einen<br />

solchen Invest in digitale Überwachung an. Ein weiteres Argument<br />

können teure Stillstandszeiten sein, wenn die Formate verstellt<br />

werden, sodass eine Beschleunigung der Rüstzeiten entscheidend<br />

sein kann. Für seltene Verstellungen oder solche, bei<br />

denen Fehleinstellungen sofort offensichtlich sind, nutzt Packsys<br />

Global weiterhin mechanische Positionsanzeigen von Siko, mit<br />

denen sich diese Positionswerte gut in den Griff bekommen lassen.<br />

Eine weitere Option a sind kompakte, vollautomatisierte Positionierantriebe.<br />

Diese ermöglichen die Verstellung von Formaten<br />

auf Knopfdruck und lassen sich auch in schwer zugänglichen<br />

Bereichen einer Maschine problemlos einsetzen.<br />

BEISPIEL DRUCKMARKENSENSOR<br />

Der Mehrwert der überwachten Formatverstellung lässt sich an<br />

einer Beispieleinstellung, dem Druckmarkensensor, verdeutlichen:<br />

Um das Rohrstück zu schneiden, muss der Schnitt in der<br />

richtigen Position relativ zum Druckbild erfolgen. Dazu sind auf<br />

dem Laminat Druckmarken aufgebracht, die mit Sensoren erfasst<br />

werden. Je nach Druckbild befindet sich die Marke an einem anderen<br />

Ort auf dem Tubenumfang. Entsprechend muss der Sensor,<br />

der diese Druckmarke erfasst, immer etwas anders auf dem Umfang<br />

positioniert sein. Durch den Positionsindikator AP10S kann<br />

die Position des Druckmarkensensors nun in Grad aufgenommen<br />

und in der Rezeptur hinterlegt werden. So muss sich der Bediener<br />

nicht in die Maschine hineinlehnen, um den Sensor günstig<br />

zur Druckmarke zu positionieren, sondern für jedes Druckbild<br />

sind die Soll-Werte für die Positionierung hinterlegt.<br />

INTEGRATION DER SIKO-POSITIONSANZEIGEN<br />

Für Heusser war die universelle Einsatzbarkeit der AP05 sowohl<br />

an vertikalen als auch an horizontalen Achsen ein großer Pluspunkt:<br />

„Das Display ist im 45-Grad-Winkel angewinkelt und<br />

kann über die Software konfiguriert werden, wie es angeordnet<br />

sein soll. Dies vereinfacht uns auch die Lagerhaltung, wenn nicht<br />

unterschiedliche Produkte für vertikale und horizontale Achsen<br />

vorgehalten werden müssen. Die eigentliche Integration war problemlos,<br />

sowohl von der mechanischen Konstruktion her als<br />

auch von der elektronischen Einbindung.“<br />

Bilder: Packsys Global, Siko / iStock.com<br />

www.siko-global.com<br />

UNTERNEHMEN<br />

PackSys Global AG<br />

A Member of Brückner Group<br />

Spitalstraße 38, 8630 Rüti, Schweiz<br />

Tel. +41 55 253 37 00<br />

E-Mail: info@packsysglobal.com<br />

SIKO GmbH<br />

Weihermattenweg 2, 79256 Buchenbach<br />

Tel. 07661 3940<br />

E-Mail: info@siko-global.com<br />

www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 41


PERSÖNLICH<br />

INGENIEURIN FOTINI KOLIGIOTI<br />

TRÄUME WAHR<br />

MACHEN<br />

Frauen sind in Ingenieursberufen immer noch<br />

unterrepräsentiert. Nur knapp 20 Prozent aller<br />

erwerbstätigen Ingenieure sind Frauen. Aber es<br />

gibt sie, und sie werden mehr. Im Interview<br />

erzählt Fotini Koligioti ihre Geschichte.<br />

Woher kommt Ihr Interesse für technische Dinge?<br />

Ich hatte schon immer eine starke Neigung zu naturwissenschaftlichen<br />

Themen. Bereits in der Schule haben mich Fächer<br />

wie Mathematik und Physik besonders fasziniert. Es hat mir<br />

Spaß gemacht, komplexe Probleme zu lösen und Zusammenhänge<br />

zu verstehen. Ein technisches Studium bietet vielfältige<br />

Karrieremöglichkeiten und die Chance, an zukunftsorientierten<br />

innovativen Projekten mitzuwirken. Ich habe in meinem Studium<br />

die Möglichkeit gesehen, meine Träume als junger Mensch<br />

zu verwirklichen.<br />

Wenn Sie sich am Telefon melden, wird oft nach einem<br />

Techniker gefragt. Wie gehen Sie damit um? Wie fühlen Sie<br />

sich dabei?<br />

Dennoch sind traditionelle Geschlechterrollen und stereotype<br />

Vorstellungen immer noch präsent. Bei der ersten Begegnung<br />

mit Kunden kann es immer noch vorkommen, dass Frauen ihre<br />

Kompetenz erst unter Beweis stellen müssen, bevor sie die gleiche<br />

Anerkennung erhalten wie ihre männlichen Kollegen.<br />

Was würden Sie Frauen raten, die ebenfalls in einen technischen<br />

Beruf möchten?<br />

Ich würde ihnen Folgendes raten: Macht eure Träume wahr und<br />

lasst euch nicht von Vorurteilen und Klischees aufhalten. Habt<br />

Vertrauen in Euch selbst und eure Fähigkeiten. Eine gute Vereinbarkeit<br />

von Beruf und Familie ist in unserer Gesellschaft heute<br />

möglich. Fordert flexible Arbeitszeitmodelle und betriebliche<br />

Unterstützungsstrukturen ein. Sucht Euch starke Netzwerke zur<br />

Unterstützung, seid immer bereit zum Lernen und offen für<br />

neue Herausforderungen.<br />

www.prominent.com<br />

DIE FRAGEN STELLTE MELINA HOSSEINLI,<br />

REDAKTION VERFAHRENSTECHNIK<br />

Anfangs war ich oft frustriert und enttäuscht, weil meine Kompetenz<br />

aufgrund meines Geschlechts angezweifelt wurde. Es<br />

war nicht einfach, mit diesen Vorurteilen umzugehen, aber ich<br />

habe sie auch als Herausforderung und Ansporn gesehen. Als<br />

eine Chance, durch mein Fachwissen und meine Kompetenz<br />

das Vertrauen der Kunden zu gewinnen. Ich musste Strategien<br />

entwickeln, wie ich mit diesen Situationen umgehe.<br />

Ich meldete mich am Telefon selbstbewusst und professionell,<br />

um gleich klarzumachen, dass auch ich kompetent<br />

bin. Auf Vorurteile habe ich geduldig, ruhig und<br />

freundlich reagiert. Das positive Feedback der Anrufer<br />

nach erfolgreichen Problemlösungen hat mich<br />

in dieser Strategie gestärkt und bestätigt. Ich hatte<br />

noch das Glück, anfangs in einer Abteilung mit<br />

drei weiblichen technischen Kundenberaterinnen<br />

zu arbeiten. Diese Konstellation hat mich<br />

sehr unterstützt und gestärkt. Ich hatte den<br />

Rückhalt eines starken Teams.<br />

Was würden Sie sagen, sind die Vorurteile<br />

gegenüber einer Frau im technischen Beruf<br />

gleichgeblieben oder weniger geworden?<br />

Ich finde, dass Vorurteile gegenüber Frauen in<br />

technischen Berufen weniger geworden sind. In<br />

den letzten Jahren haben Initiativen zur Förderung<br />

von Frauen in MINT-Fächern und ein wachsendes<br />

Bewusstsein für Gleichberechtigung viel<br />

dazu beigetragen, diese Vorurteile abzubauen. Dass<br />

technisches Know-how nicht vom Geschlecht abhängt,<br />

sollte im Jahr <strong>2024</strong> überall angekommen sein.<br />

FOTINI KOLIGIOTI ARBEITET IM TECHNICAL CUSTOMER<br />

SUPPORT - MEASUREMENT AND CONTROL TECHNOLOGY<br />

42 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 www.verfahrenstechnik.de


VORSCHAU<br />

IM NÄCHSTEN HEFT: 10/<strong>2024</strong><br />

ERSCHEINUNGSTERMIN: 23.09.<strong>2024</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 06.09.<strong>2024</strong><br />

01<br />

02<br />

04<br />

03<br />

01 Einen ausgewiesenen Spezialisten für die Lagerung<br />

von Gefahrstoffen stellen wir in der nächsten Ausgabe<br />

näher vor.<br />

Bild: Denios<br />

02 Zellenradschleusen sind ein bewährtes Produkt zum<br />

Austragen und Fördern von Schüttgütern. Ein Schweizer<br />

Unternehmen spielt hier in der 1. Liga.<br />

Bild: Gericke<br />

03 Ein Kekshersteller hat für einige seiner Sauger eine<br />

Sonderaufgabe vorgesehen. Wie genau das funktioniert,<br />

lesen Sie in der 10er Ausgabe.<br />

Bild: Ruwac<br />

DER DIREKTE WEG<br />

INTERNET:<br />

www.verfahrenstechnik.de<br />

E-PAPER:<br />

digital.verfahrenstechnik.de<br />

REDAKTION:<br />

redaktion@verfahrenstechnik.de<br />

04 Bei Turbogebläsen gibt es immer etwas Neues zu<br />

berichten. Die luftgelagerte Variante liefert einen<br />

Volumenstrom von 155 m 3 /min und noch einiges mehr.<br />

Bild: Aerzen<br />

Hinweis: Die nächste Ausgabe beinhaltet wieder unser<br />

beliebtes Supplement Umwelttechnik.<br />

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />

www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2024</strong>/09 43


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Carmen Müller-Nawrath<br />

Head of Sales<br />

Telefon: 0049/6131/992-245<br />

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