Zanddroger belangrijke schakel in proces - Solids Processing

Dit artikel is afkomstig uit Solids Processing Benelux www.solidsprocessing.nl © Vezor Media
PROCESTECHNIEK
Leon van den Berg
Wie wel eens een cake heeft gebakken
weet dat je de vorm moet paneren met
(paneer)meel om de cake uit de vorm te
laten komen. Dat werkt met bakstenen
net zo. Alleen wordt daarbij warm, droog
zand gebruikt zoals we zien bij een rondleiding
door steenfabriek Engels in Oeffelt
waar een vormzanddroger van Machinefabriek
Daanen uit Boxmeer is geplaatst.
We spraken daarnaast met Wil Kuster,
bedrijfsleider van Rodruza steenfabriek in
Rossum, en André Bruntink, hoofd technische
dienst bij Daas Baksteen Zeddam
BV die ook zanddrogers van deze fabriek
in gebruik hebben.
Sales engineer Alfred
Uithol voor een model
van de cycloonfilter
waarmee stof wordt
teruggewonnen en
wordt toegevoegd aan
de zandvoorraad
Het familiebedrijf Engels heeft twee
steenfabrieken in Helden en Oeffelt. Het
maakt al ruim honderd jaar baksteen
waarbij er alleen al in de productielocatie
Oeffelt 60 miljoen stuks per jaar
van de band rollen. Dat komt aardig
overeen met de productie van Rodruza.
Kusters: “We maken zo’n 56 miljoen
gevelstenen per jaar. Daarmee zijn we
een van de grotere steenfabrieken in
ons land.”
De meeste steenfabrieken maken massagoed.
Daas Baksteen doet dat net
iets anders. Bruntink: “Wij zijn nog een
van de weinige zelfstandige steenfabrieken
in ons land en maken naast
onze gewone productie ook kleinere
series. Dat is iets wat andere fabrieken
niet zo snel doen. Wij zijn goed in het
produceren van ‘speciale’ stenen.
Denk bijvoorbeeld aan een afwijkende
maat, vormgeving, kleur, of de Revito
Bovenkop Zanddroger belangrijke schakel in proces
Kop Bakstenen paneren
voor renovatiedoeleinden.”
Het bedrijf telt drie steenfabrieken met
een volledige capaciteit van circa 110
miljoen stenen per jaar: ‘De Nijverheid’
en ‘De Volharding’ op één locatie in
Azewijn en ‘De Vlijt’ in Winterswijk.
Natuurontwikkeling
Het productieproces van alle steenfabrieken
lijkt erg op elkaar. We nemen
die in Oeffelt als uitgangspunt. Alles begint
met de winning van rivierklei afkomstig
uit de uiterwaarden van de Maas. Er
wordt tot 2,5 meter diep klei van weilanden
afgegraven. De klei wordt naar de
fabriek getransporteerd. Dat gebeurt
meermaals per jaar. Het voorraaddepot
wordt laagsgewijs opgebouwd,
waarna de hele bult systematisch wordt
omgespit om een zo homogeen mogelijke
samenstelling te bereiken. Tijdens
de opbouw worden dagelijks uit elke
De zanddroger is
onmisbaar voor
de productie,
maar staat in een
stoffige omgeving.
Betrouwbaarheid
is dan een groot
goed
laag klei monsters genomen en in een
laboratorium onderzocht en gecontroleerd
op de samenstelling. Maasklei is
ijzerhoudend, waardoor de rode kleur
ontstaat na het bakken. De afgegraven
percelen worden overgedragen aan
Staatsbosbeheer die het tot natuurgebied
transformeert.
Vormpers
De ruwe grondstof lijkt nog niet op klei
zoals we die van onze schooltijd herinneren
maar meer op gewone grond.
De menging in het depot is nog onvoldoende
voor verwerking. De klei wordt
met de laadschop van de kleibult naar
binnen in een beschikker gebracht.
Vanuit verschillende van deze voorraadbakken
wordt klei met zand gedoseerd.
Boven de klei-aanvoerband
hangt een elektromagneet om metaaldelen
te verwijderen. In de kollergang
en kleirasp worden de kleihompen
verkleind. Naar behoefte wordt automatisch
water en stoom toegevoegd.
Verdere menging vindt plaats in de
kleimenger. De klei wordt gemengd
met additieven en vervolgens in een
walswerk geplet. Dit walsen wordt enige
malen herhaald. Uiteindelijk ontstaat zo
een egaal en klontvrij uitgangsmateriaal.
Dat wordt getransporteerd naar de
vormpers.
Boven de pers hangt de persketel.
Daaruit wordt 24 keer per minuut een
met vormzand gepaneerde steenvorm
gevuld met klei. Een afstrijkband
terug gaat naar de kleivoorraad. In de
vormpers worden telkens vier stalen
droogplaten tegelijk op de vormen gelegd.
De vorm draait met de plaat 180
graden om en de natte stenen worden
uit de vorm op de droogplaat gedrukt.
De stenen komen in een verzamelrek
in drogerijwagens. De kleivormen worden
vervolgens twee tot drie dagen
gedroogd in een droogkamer. Uit elke
steen moet bijna een liter water worden
verdampt. Na droging zijn de stenen
zo’n acht procent kleiner geworden. De
gebruikte warmte is de restwarmte van
de tunneloven waarin de stenen worden
afgebakken.
Dagenlange baktijd
Na droging wordt de gedroogde steen
van de metalen plaat op een lopende
band geschoven en worden de stenen
met een zetmachine op een bepaalde
manier gestapeld om de warmte van
de oven gelijkmatig te verdelen. Die
stapels rijden volautomatische op een
tunnelovenwagen achter in de tunneloven.
De wagen schuift langzaam
door de oven waarbij de temperatuur
vanaf het begin van de oven geleidelijk
oploopt naar 1050° Celsius in
het midden. Deze temperatuur wijkt
overigens per sortering en kleur sterk
af. Voor de hogere harding van
straatklinkers bedraagt de temperatuur
150°C warmer. De stookreceptuur is
medebepalend voor de karakteristieke
kleureigenschappen van de steen. Na
enkele dagen komt de wagen aan de
voorkant met de gebakken stenen uit
de oven. Daarna worden de stenen op
pallets gezet en verpakt voor verkoop.
Zand als losmiddel
Naast klei vormt zand de andere grondstof
in de fabriek. Dat is niet van één
bepaald type: voor verschillende soorten
stenen worden diverse zandsoorten
gebruikt. Het zand wordt daarnaast ook
gebruikt als vormzand. Hierbij speelt
de vormzanddroger een rol. Zand is
nodig om de vette en plastische klei
uit de vorm te lossen. Belangrijk voor
machinaal gemaakte stenen is dat het
zand droog is zodat het gelijkmatig in
tert en maakt de steen onregelmatig.
Bovendien wordt de vorm voor gebruik
schoongespoeld en neemt het zand
het surplus aan water op. Vormzand
volgt een andere weg dan de klei. Het
wordt nat aangevoerd en in een voorraadbak
gedumpt. Van daaruit wordt
het met een lopende band naar de
droger naast de vormpers gevoerd. De
droger is een ronddraaiende trommel
met een open vlam waarin het zand
wordt gedroogd. Niet voor niets staat
de droger naast de vormpers, want die
bepaalt hoeveel zand er moet worden
gedroogd. In de droger wordt zand met
een modulerende brander verwarmd
tot zo’n 100-140°C, afhankelijk van de
omgevingsfactoren.
Nadat de steenvormen zijn gebruikt,
worden ze onder hoge druk gespoeld
en met een ventilator gedroogd. Daarna
worden ze bestrooid met het warme
zand. Het overschot wordt weer teruggevoerd
naar de zandvoorraad. Kusters:
“Onze Daanen zanddroger staat
er sinds 1999. De voorgaande stond op
een flinke afstand van de persinstallatie.
Het zand werd toen via een pneumatisch
transportsysteem daarnaar toe
gebracht. De huidige droger staat
boven de pers en dat is winst doordat
je het gedroogde zand direct kunt aanvoeren.
Deze
droger is milieuvriendelijker
dan de oude.
De rookgassen
en het stof dat
bij het drogen
vrijkomt, worden
afgezogen en in
een natfilter gereinigd.
Het stof
bezinkt als slib in
ons waterzuiveringssysteem
en
bruikt in de productie.” Dit gebeurt op
dezelfde manier bij Engels Oeffelt.
Isolatie sterk verbeterd
Volgens sales engineer Alfred Uithol
van Daanen hebben zanddrogers een
hele ontwikkeling doorgemaakt. “In het
verleden straalden ze veel hitte uit en
maakten ook nog eens lawaai. Drogers
waren niet arbovriendelijk. Ze werden
daarom ver bij de productielijn vandaan
gezet. Het bewerkte zand werd
met kruiwagens daarnaar toe gereden.
Tegenwoordig wordt door veranderingen
in de bouwwijze, de zanddroger
dichtbij de vormpers gezet. De eerste
zanddrogers waren niet geïsoleerd. Isolatie
werd nodig om het energieverbruik
te temperen en de arbeidsomstandigheden
te verbeteren. Hierdoor ontstond
een constructief probleem. Om te drogen
moet je een egale zandfilm hebben.
Het zand wordt namelijk door een
open vlam heen gestrooid. Daarvoor
werden schoepen in diverse standen
gebruikt die met bouten via de buitenkant
van de droger werden vastgezet.
Die boutbevestiging leverde problemen
op. Je moest ze vanwege de metaaluitzetting-
en krimp regelmatig aandraaien
en de schoepen moesten ook
vaak worden vervangen vanwege de
De ongebakken steen
kon door de zandlaag
gemakkelijk worden
gestort
Solids Processing
Solids Processing
38 Nr. 2 - april 2010
verwijdert de overtollige klei die weer
de vorm terechtkomt. Nat zand klon- wordt weer ge-
Nr. 2 - april 2010 39
g
In de oven krijgen de
vlammen verschillende
zuurstofgehalten waardoor
een gemêleerde
productie ontstaat

Solids Processing Benelux
PROCESTECHNIEK
De zanddroger in de
Volharding
Solids Processing 40 Nr. 2 - april 2010
abrasieve werking van het zand. Daardoor
moest de isolatie steeds worden
losgehaald. Dat kostte te veel tijd en
moeite en daarom werken we nu met
een rvs-kooi met horizontale schoepen.
Bij noodzakelijke vervanging haal je die
kooi er in een keer uit aan de branderzijde.
De isolatie kan nu dus blijven zitten
en is tegenwoordig dan ook afgedekt
met aluminium platen.”
Bruntink: “We gebruiken de zanddroger
sinds juli 2006. Toen we destijds onze
nieuwe fabriek in Azewijn bouwden,
hebben we gekeken naar de configuratie
in Winterswijk. Daar voldeed de
zanddroger al decennialang prima, dus
hebben we weer voor dezelfde leverancier
gekozen. Natuurlijk is dit apparaat
ten opzichte van de oudere typen wel
verbeterd. Zaken zoals een temperatuurbeveiliging
die in Winterswijk ontbrak
en die we er daar later zelf op hebben
gebouwd, zitten in de moderne zanddrogers
standaard ingebouwd. Zonder
zo’n beveiliging kan de zandtemperatuur
tot roodgloeiend oplopen.”
Brander niet geavanceerd
De brander van de zanddroger is nog
bijna geheel oorspronkelijk. Het is een
heel simpel ding en uitermate betrouwbaar.
De luchttoevoer wordt handmatig
ingesteld en de hoofdvlam wordt
aangestoken met een altijd brandende
waakvlam. Energiezuiniger zou volgens
Uithol kunnen, maar daar is weinig
behoefte aan. “Steenbakkers streven
wel continu naar lager energieverbruik,
maar dat mag niet ten koste gaan van
de betrouwbaarheid. Een elektronische
branderregeling is kwetsbaar in deze
situatie met veel stof. In deze branche
is er grote behoefte aan state of the
art innovaties, maar wel met behoud
van absolute betrouwbaarheid. Jaarlijks
maakt een gemiddelde fabriek 60 miljoen
bakstenen, maar het proces staat
www.solidsprocessing.nl
Bakstenen paneren
direct stil als de zanddroger uitvalt.”
Kusters onderschrijft deze visie. “Natuurlijk
kijken we wel naar energieverbruik
van de droger, maar dat is relatief
laag. We rekenen per duizend stenen
en daarvoor hebben we 125 tot 130
m 3 gas nodig. Daarvan komt minder
dan een kubieke meter voor rekening
van de zanddroger. Overstappen op
elektrische verwarming is al snel duurder
en zeker niet milieuvriendelijker als je
gebruik maakt van het openbare net.
De transportverliezen daarop zijn aanzienlijk.
Piëzo-elektrische ontsteking zou
eventueel kunnen, maar we moeten
de keramische isolatie op temperatuur
houden en daarvoor gebruiken we nu
juist de waakvlam. Overigens brandt
die zelden, want meestal is de droger
in gebruik. Ik zie dus niet zoveel verbetermogelijkheden
voor dit apparaat.”
Bruntink ziet ook geen verbeterpunten
en stelt dat energiewinst elders te behalen
valt. “Je zult eerder op energie
besparen door te spelen met de aanvoer
en het vochtgehalte van het zand
en de zandtemperatuur voor droging.
Hoe meer je dat constant houdt, des te
zuiniger de zanddroger werkt.”
Nauwelijks onderhoud
Over onderhoud van zanddrogers kunnen
we kort zijn: dat is er nauwelijks. Kusters:
“Jaarlijks hebben we gedurende
de bouwvak een of twee weken een
productiestop. Dan worden alle machines
voor groot onderhoud losgekoppeld
en volledig nagelopen. Dat geldt
dus ook voor de droger, maar daaraan
hoeven we meestal niets te doen. Een
enkele keer zullen we een strip of een
lager vervangen, maar dat is het dan
ook wel.” Bruntink bevestigt dit: “Het
onderhoud stelt niet veel voor. Jaarlijks
wordt de installatie extern gekeurd.
Daarnaast houden we de zanddroger
zelf in de gaten. Als er onderhoud nodig
© Vezor Media
is, dan plannen we dat op een avond.
Tot dusver valt het onderhoud mee. We
hebben alleen loopwielen vervangen.
Die maken, net als autobanden, kilometers
en slijten dus. Voor de rest kan er
niet veel kapot omdat het eigenlijk heel
simpele apparaten zijn.”
Andere toepassingen
Overigens zijn er in andere branches ook
toepassingen voor de zanddroger en
daar leven wel degelijk innovatieve gedachten.
Denk bijvoorbeeld aan mest
drogen. Droge mest verandert niet meer
van samenstelling en kan dus gemakkelijk
verpakt of wereldwijd in bulk worden
vervoerd. Voor de droging zou niet eens
een olie of gasbrander gebruikt hoeven
worden. Een kip levert bijvoorbeeld zoveel
warmte dat zij haar eigen mest kan
drogen. Hetzelfde geldt voor varkens en
koeien. Door nu zorgvuldig de diameter
en lengte van de zanddroger te bepalen,
kun je met de lichaamswarmte die
nu niet benut wordt de mest drogen.
Iets dergelijks zou je ook kunnen doen
met champignonaarde. De drogers
zijn ook toepasbaar in de verwerking
van riool- en zuiveringsslib, waardoor
stankoverlast wordt voorkomen. Ook
het opwekken van biogas met gft is een
ander toepassingsgebied. Bij de verwerking
van gft ontstaat biogas en daarmee
kan energie worden opgewekt die
vervolgens terug wordt geleverd aan
het elektriciteitsnet. Overigens zou die
ook kunnen worden gebruikt om na het
proces overblijvend zand te drogen.
Hierdoor ontstaat een extra verkoopbare
grondstof. Weer een andere toepassing
is het drogen van het abrasieve
aluminiumhydroxide dat ontstaat bij het
anodiseren van aluminium. Bij droging
ontstaat weer een waardevolle grondstof
die mogelijk gebruikt kan worden in
tandpasta. Nu wordt het nog vaak als
afval gestort.n
Het inwendige van
de zanddroger in
werking