PSI-Polymer Systems Inc. Extended-Area Continuous (EAC) Siebwechsler für hochvolumige Materialfiltration wird auf der NPE 2015 vorgestellt Conover, NC (23. März 2015)

PSI-Polymer Systems hat kürzlich einen sehr großen Extended Area Continuous (EAC) Siebwechsler an einen der weltweit größten Materialproduzenten verkauft. Der Hersteller verwendet einen massiven Extruder mit einer Düse mit einem Durchmesser von 4 Fuß, der bei voller Kapazität in weniger als einer Stunde genug Material produzieren kann, um einen ganzen Waggon zu füllen. Aus diesem Grund sind Ausfallzeiten für das Unternehmen extrem kostspielig und sie zielten auf ihre alten Siebwechsler als eines der Hauptziele, die ihre Ausfallzeiten verursachten.

Veränderte Marktbedingungen haben zu einer Nachfrage nach Neuware geführt, die auf höhere Reinheitsgrade gefiltert wird. Wo früher 20-Mesh-Siebe die Norm waren, werden jetzt 100-Mesh-Filter immer häufiger. Der Hauptvorteil für den Sekundärverarbeitungsmarkt, wie z. B. Extruder für Verpackungsprodukte, besteht darin, die Häufigkeit von Siebwechseln zu minimieren und die Produktionsleistung nicht zu beeinträchtigen. Das Ausführen höherer Filtrationsniveaus auf der primären Verarbeitungsebene hat jedoch seine eigenen Produktionskosten. Die Ausgaberaten sind reduziert 5%-10%, um den Anstieg des Gegendrucks zu kompensieren, der durch die feineren Siebmaschen verursacht wird. Außerdem fangen feinere Siebe mehr Verunreinigungen ein, halten aber nicht so lange. Bei einer Reaktorlinie kann die Sieblebensdauer auf wenige Tage und vielleicht bis zu einer Woche sinken, bevor die Extrusionslinie angehalten werden muss. Die erhöhte Häufigkeit von Unterbrechungen kostet die Produktionsleistung dieser großen Linien und erhöht auch das reale Risiko, dass die Linie nicht rechtzeitig startet, um eine Reaktorabschaltung zu verhindern.

Das Design des Siebwechslers auf der alten Maschine des Lieferanten wies erhebliche Probleme auf. Das Verfahren beinhaltete das Pelletieren von jungfräulichem Polymer auf einer reaktorgespeisten Linie. In regelmäßigen Abständen musste die Linie zum Filterwechsel abgeschaltet werden. Während der Reaktor für den Austausch stillgelegt ist, wird der minimierte Ausstoß in Aufnahmebehältern gesammelt. Diese Behälter haben eine begrenzte Kapazität, was es erforderlich macht, den Siebwechsel durchzuführen und die Maschine neu zu starten, bevor sie sich füllen. Wenn dies nicht rechtzeitig erfolgt, muss der Reaktor abgeschaltet werden, was tagelange Stillstandszeiten für die Reinigung kosten kann, was den Betreiber potenziell zwischen $500.000 und $1 Millionen Dollar kosten kann.

Da das Design des vorhandenen Siebwechslers das Problem darstellte, beschloss dieser Materialhersteller, nach neuen Lieferanten von Siebwechslern zu suchen, um seinen Prozess zu verbessern. Der Hersteller wandte sich an PSI-Polymer Systems und zwei große europäische Lieferanten für Siebwechsel und bat sie, erstens zu berechnen, wie viel Filterfläche erforderlich wäre, um eine bestimmte Produktionsrate und einen bestimmten Differenzdruck beim Filtern durch 100-Mesh-Siebe zu erreichen, und zweitens zu liefern Ausrüstung.

Einer der europäischen Anbieter bot Geräte mit weniger Filterfläche an, als derzeit in Betrieb war; das andere bot eine Lösung an, bei der der Verarbeiter eine größere Gebäudeerweiterung vornehmen musste, um den empfohlenen Siebwechsler unterzubringen. PSI allein ging das Problem mit einem weißen Blatt Papier an und stellte fest, dass der vorhandene Siebwechsler 670 Zoll bot² Online-Filterfläche, nämlich 2.800 Zoll² war notwendig, um das Ziel zu erreichen.

PSI stellte fest, dass vier (4) Online-Filterpositionen unter Verwendung von Rohrfiltern mit erweiterter Fläche der prozesseffizienteste Ansatz wären und außer der Neupositionierung des großen Unterwassergranulators keine physischen Anlagenmodifikationen erfordern würden. Der Siebwechsler würde der Anlage die Möglichkeit geben, in einem kontinuierlichen Modus zu arbeiten, Siebe zu wechseln, ohne die Produktion zu stoppen, und würde die Siebe mit höherer Maschenweite innerhalb des erforderlichen Druckfensters betreiben. Darüber hinaus würde das PSI-Design den gesamten Lufteinschluss beim Siebwechsel eliminieren, was den zusätzlichen Vorteil bietet, dass nicht spezifikationsgerechte Pellets und Abfall reduziert werden, die durch Luft entstehen, die während des Siebwechsels durch die Lochplatte strömt. Das Projekt schritt voran und PSI und der Käufer arbeiteten eng zusammen und führten CFD-Analysen (Computational Fluid Dynamics) durch, bis das ideale Design erreicht war. 

Erhöhte Filtration = Erhöhte Materialproduktion

Der neue PSI EAC Siebwechsler enthält vier massive ovale Taschen, von denen jede 10 Zoll hoch x 14 Zoll breit ist. Unter Verwendung des gewünschten „Kerzenfilter“-Designs verfügt die neue Maschine über eine Filterfläche von 700 Quadratzoll pro Position, eine enorme Steigerung, die ein höheres Volumen und eine höhere Filterqualität sowie weniger Ausfallzeiten ermöglicht. Die Siebwechsler sind 100%-SPS-gesteuert und laufen automatisch, sodass nur sehr wenig Bedienereingriff erforderlich ist.

Dieser spezielle Kunde hatte die schlechte Erfahrung, der Empfehlung des alten Siebwechsler-Herstellers zu folgen, dass sie spontan wechseln. Als die Gleitplatte die Verschiebung nicht vollendete, war der resultierende Polymeraustritt katastrophal. Daher zögerten die Bediener, den Anweisungen des PSI zu folgen, die Filter zu wechseln, ohne dass eine Linie abgeschaltet werden musste, und entschieden sich stattdessen dafür, die Laufzeit zu maximieren und alle Filter auf einmal zu wechseln. Nachdem die Anlage Vertrauen in die Bedienung des EAC-Siebwechslers von PSI gewonnen hatte, unternahm die Anlage mit dem technischen Leiter von PSI einen Versuch. Erfolg folgte auf Erfolg und heute sind Linienstillstände für Siebwechsel auf dieser Linie nicht erforderlich. Die Produktionsraten sind nicht nur auf das gewünschte Filtrationsniveau gestiegen, sondern die Gesamtausbeute hat sich messbar verbessert, indem periodische Linienstillstände beseitigt wurden. Es läuft jetzt seit 8 Monaten und es wurden noch keine Probleme gemeldet.

„Wir sahen eine Gelegenheit, unsere vielfältigen Fähigkeiten einzusetzen, um in diesem Unternehmen etwas zu bewirken, und genau das haben wir getan“, sagt Don Macnamara, General Manager bei PSI. „Wir bei PSI sind stolz darauf, jeden Kundenwunsch erfüllen zu können, ganz gleich, was der Prozess oder die Maschine erfordert. Dies ist nur ein weiteres Beispiel dafür, dass wir innovativ sind, um eine Lösung für einen Kunden zu finden.“