Erfolgsfaktoren im Lebenszyklus von Mischer-Anlagen

Instandhaltungsfreundliche Konstruktion: Mischer mit großer Inspektionsklappe

Das ist der moderne Ansatz des Asset Management Ein Mischer läuft zuverlässig, die Mischergebnisse sind dauerhaft einwandfrei Gerade weil diese Situation in vielen Produktionshallen Alltag ist, machen sich Betreiber und Hersteller oft keine Gedanken darüber, wie viele  Entscheidungen an jedem Punkt im Lebenszyklus einer solchen Anlage zu treffen sind: von der ersten Idee über Planung und Installation bis zum Betrieb, späteren Anpassungen und im Weiteren bis zur Außerbetriebnahme und Entsorgung Mischergebnisse sind dauerhaft einwandfrei. Gerade weil diese Situation in vielen Produktionshallen Alltag ist, machen sich Betreiber und Hersteller oft keine Gedanken darüber, wie viele  Entscheidungen an jedem Punkt im Lebenszyklus einer solchen Anlage zu treffen sind: von der ersten Idee über Planung und Installation bis zum Betrieb, späteren Anpassungen und im Weiteren bis zur Außerbetriebnahme und Entsorgung.

Zu Beginn der Entwicklungsphase steht zunächst das Mischgut im Mittelpunkt. Wichtig sind hier korrekte und umfassende Informationen zum Produkt. So können, etwa beim Standardbeispiel Zucker, auch chemisch identische Stoffe ganz unterschiedliche Oberflächen und Porositäten aufweisen. Selbst kleinste Abweichungen vom ursprünglich spezifizierten Produkt addieren sich dann vielleicht beim späteren Scale up. Verklebungen wären eine der möglichen Folgen, eine andere die Schädigung der Gleitringdichtung durch unerwartet kleine Partikel. Entsprechend muss die Entwicklung genau mit dem definierten Produkt erfolgen. Ausführliche Tests, am besten mit mehreren alternativen Mischsystemen, sind hierbei unerlässlich.

Ein entscheidender Aspekt ist die Einordnung in den Prozess

Ein Mischer arbeitet zudem niemals autonom, sondern eingebunden in Produktionsanlagen und -prozesse. Äußere Faktoren spielen deshalb eine entscheidende Rolle für die Funktion der Maschine. Übergabe- und Schnittstellen sollten deshalb detailliert festgelegt werden, am besten in Form eines Lasten- und Pflichtenheftes. Die größte relevante Einheit ist das Gebäude, in dem sie sich befindet. Entscheidend ist dabei zum Beispiel, wie sich bereits vorhandene Infrastrukturen wie Wasseranschlüsse, Zuleitungsrohre und Energieversorgung nutzen lassen.
Doch nicht nur auf das Gebäude, auch auf die verfahrenstechnische Anlage und die entsprechenden Produktionsprozesse muss der Mischer abgestimmt werden. Eine optimierte Beschickung zum Beispiel ermöglicht mehr Mischzyklen pro Stunde. Die Auslegung der Steuerung richtet sich danach, wie vielfältig der Mischprozess angelegt ist. Eine solche Entscheidung ist immer auch eine Zukunftsentscheidung, denn auf der einen Seite möchte man die für die aktuelle Anwendung optimale Lösung. Auf der anderen Seite kann es auch empfehlenswert sein, Maschine und Steuerung für künftige Veränderungen bei Produkten und Prozessen relativ flexibel auszulegen.

Korrekte Installation ist die Basis für hohe Anlagenverfügbarkeit

Mischwerkzeug: Präsionstechnik, die hohe Qualität der Betriebsführung und Instandhaltung erfordert.

Mischwerkzeug: Präsionstechnik, die hohe Qualität der Betriebsführung und Instandhaltung erfordert.

Auch bei der Installation zahlt sich die akkurate Beachtung von Details aus. Wichtig ist beispielsweise die Verwendung korrekter Zuführungsleitungen. Sich verjüngende Rohre etwa sind für feuchte oder klebende Produkte ungeeignet. Und auch bei Entlüftung und Staubabsaugung ist die korrekte Auslegung essentiell, um etwa ein Einsaugen von Kleinpartikeln auszuschließen.
Sind nach Abschluss der Installation alle Voraussetzungen für einen optimalen Betrieb des Mischers erfüllt, kann der Produktionsbetrieb beginnen. In dieser Phase geben sich dann viele Anwender mit dem erreichten Ergebnis zufrieden – vielleicht zu schnell, denn durch verfahrenstechnische Anpassungen lässt sich der Produktionsprozess rund um den Mischer oft noch wesentlich verbessern: Zugabezeiten von Flüssigkeit und variable Nachmischzeiten sind hier entscheidende Parameter. So kann eine langsame Prozessführung mit allmählicher Zugabe und kurzer Nachmischzeit in derselben Zeit zu einem besseren Mischergebnis führen als eine schnelle Zugabe mit langer Nachmischzeit. Ein weiterer Erfolgsfaktor ist die Organisation rund um den Mischprozess: Dazu zählen exakt dosierte Füllmengen genauso wie regelmäßige Wartungs- und Reinigungsintervalle.
Doch selbst wenn alle Erfolgsfaktoren gegeben sind, kann es in Ausnahmesituationen zu nicht vorhersehbaren Effekten kommen. Meist sind die Ursachen für scheinbar unerklärliche Abweichungen im Produktionsprozess minimal. Deshalb sind hier Spezialisten gefragt: Mit ihrer Erfahrung analysieren sie Maschine und Umfeld, bis eine Lösung gefunden ist. Wie zwei Beispiele zeigen, muss diese Lösung nicht kompliziert und vor allem nicht teuer sein.
Im ersten Fall arbeitete ein großer Mischer für Spezialsalze über weite Strecken völlig problemlos. Zum Routine-Ablauf gehörte dabei, dass das Mischwerkzeug zwischen Mischprozess und Entleerung noch einige Minuten stehen bleibt. In dieser Zeit werden Proben zur Qualitätskontrolle entnommen. Der Antrieb war so stark ausgelegt, dass das Wiederanfahren auch bei voller Beladung gut möglich ist. In unregelmäßig wiederkehrenden Einzelfällen war jedoch plötzlich das Losbrechmoment bei gleichem Produkt und Gewicht offensichtlich nicht mehr ausreichend.
Die Überprüfung aller Gegebenheiten zeigte schließlich folgende Ursache: Immer, wenn schwere Ladefahrzeuge den stillstehenden Mischer passierten, rüttelte sich das Mischgut durch die dadurch verursachten Vibrationen fest. Die wirkungsvolle Abhilfe bestand darin, den Ladeverkehr in der Nähe des Mischers für die kurze Zeit der Probenentnahme zu unterbinden. Das Know-how hinter dieser effizient-einfachen Idee ermöglichte eine Lösung zum Nulltarif.
Der zweite Problemfall entstand bei der Umstellung eines bestehenden Mischers auf ein neues Produkt. Ein wesentlicher Bestandteil diese neuen Mischgutes war eine sehr teure Kleinstkomponente. Nun zeigte sich mit der Zeit, dass sich der Anteil dieser Kleinstkomponenten reproduzierbar in jeder einzelnen Charge reduzierte – und das, obwohl der Mischer bereits jahrelang erfolgreich im Einsatz war.

Eine geringfügige elektrische Aufladung sorgte für Probleme

Nachdem festgestellt war, dass Lüftung und Dichtung den speziellen Anforderungen entsprachen, wurde schließlich eine geringe elektrostatische Aufladung der Maschinen als Ursache ermittel. Bei den außergewöhnlich kleinen Partikeln machte sich selbst dieser minimale Effekt spürbar bemerkbar. Durch Erdung der Anlage ließ sich die Störung jedoch dauerhaft beheben. Auch in diesem Beispiel ersetzte praxisnahes Expertenwissen hohe und letztlich unnötige Investitionen.
Kleine Ursache, große Wirkung: An jedem Punkt im Lebeszyklus einer Anlage sind verschieden Faktoren zu steuern, damit hochwertige Mischer ihr Potenzial auch wirklich voll entfalten können. Dabei müssen eventuelle Schwachpunkte frühzeitig erkannt und rechtzeitig behoben werden.

Gebr. Lödige Maschinenbau GmbH
Tel.: 05251 309 0
Mail: info@loedige.de
www.loedige.de

Asset Management

VDE/VDI Richtlinie
Asset Management ist laut der Definition des IAM, Institute of Asset Management, London, die Kunst und Wissenschaft, die richtigen Entscheidungen über technische Ausrüstungen zu treffen, um damit die Prozesse zu ihrer Auswahl, Instandhaltung und Erneuerung zu optimieren.
Die 2009 erschienen Richtlinie VDI/VDE 2651 erweitert, konkretisiert und illustriert diese Definition. Ziel ist es dabei, die Basis eines gemeinsamen Verständnisses des immer noch unscharf, dafür aber häufig gebrauchten Begriffes Plant Asset Management (PAM) in der Prozessindustrie zu schaffen.
In der Richtlinie werden verschiedene Aspekte von PAM beschrieben und eingeordnet sowie der Begriff ,Asset‘ im Sinne dieser Richtlinie definiert. PAM mit dem Fokus auf der betrieblichen Technik wird im Umfeld anderer Funktionsbereiche wie Enterprise Ressource Planning, Enterprise Asset Management, Manufacturing Execution und Engineering dargestellt.
Herausgeber der Richtlinie VDI/VDE 2651 Blatt 1 ist die VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik. Sie ist zum Preis von 86,10 Euro beim Beuth Verlag erhältlich.
www.beuth.de
www.theiam.org