Rhein Chemie nutzt NIR-Online-Systeme zur lückenlosen Prozesskontrolle

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1 Rhein Chemie Rheinau GmbH Die Rhein Chemie Rheinau GmbH, Mannheim, ist ein global ausgerichtetes Unternehmen der chemischen Industrie, das Additive und innovative Servicekonzepte für die Gummi-, Schmierstoff- und Kunststoffindustrie anbietet. Sie werden zum Beispiel im Automotive-Bereich zur Herstellung von Dichtungsprofilen, Armaturenbrettern, Industrieschmierstoffen, Motorlagern, Kühlerschläuchen und Sitzen eingesetzt. Sie helfen dabei, den Endartikeln die gewünschten Eigenschaften zu geben und ihre Herstellung wirtschaftlicher zu machen. Die Lösungen werden dabei individuell an den Anforderungen der Kunden ausgerichtet. Das Unternehmen beschäftigt weltweit rund 850 Mitarbeiter, davon etwa 500 am Hauptsitz in Mannheim. Rhein Chemie ist eine 100-prozentige Tochter des Leverkusener LANXESS-Konzerns und verfügt über Tochterunternehmen und Produktionsstätten in Europa, Asien und Nord/Südamerika. Röntgenblick auf Rezepturen Rhein Chemie nutzt NIR-Online-Systeme zur lückenlosen Prozesskontrolle Rundum-sorglos-Pakete nennt Rhein Chemie ihr neues Servicekonzept, welches das Chemikalien-Management für Kautschuk verarbeitende Betriebe übernimmt. Eine Schlüsselrolle für die Kundenzufriedenheit spielt die Qualitätssicherung. Rhein Chemie erfüllt diese Anforderung mit einem NIR- Online-Industriespektrometer. Das System erlaubt lückenlose Prozesskontrollen in Echtzeit und stellt damit sicher, dass die Pulvermischungen homogen und die richtigen Bestandteile im richtigen Verhältnis vorhanden sind. 1

2 Für Hersteller von Reifen, Schuhsohlen oder technischen Gummiwaren im Automobilbereich ist es keine leichte Entscheidung, die Produktion ihrer Rezepturen in fremde Hände zu legen: Die Qualität jeder Gummi-Mischung wird von den zugegebenen Chemikalien bestimmt. Ob ein Teig gelingt, hängt ganz von der Gewürzmischung ab, unterstreicht Dr. Thomas Kromminga, Leiter der Marketing Service Technologies für die Kautschuk-Industrie bei Rhein Chemie, die Bedeutung der Additive in Analogie zu einer Backmischung. Als der Chemiekonzern vor der Markteinführung des neuen Serviceangebots stand, musste er potenzielle Kunden davon überzeugen, dass dieses Konzept mit keinerlei Risiken, dafür aber mit erheblichem Mehrwert verbunden ist. Rhein Chemie ist dieser Schritt gelungen. Nachdem die neue Produktionsanlage Anfang 2006 am Hauptsitz in Mannheim in Betrieb gegangen ist, werden heute bereits über 100 Rezepturen im Auftrag von Kautschuk verarbeitenden Betrieben hergestellt; Tendenz stark steigend. Die Kunden profitieren von den Vorteilen, die die Bündelung von Prozessschritten in der Hand eines Spezialisten mit sich bringt. Während Rhein Chemie umfassende Kenntnisse, Methoden und Technologien für ein hochwertiges Chemikalien-Management vereint, können sich die Auftraggeber ganz auf ihr Kerngeschäft konzentrieren. Sie stellen der Rhein Chemie zu Beginn die benötigten Rezepturen zur Verfügung und erhalten am Ende maßgeschneiderte Pulvermischungen, die sie ihren Prozessen zur Herstellung von Gummiwaren beigeben. Drei kritische Fragen Dazwischen liegt ein mehrstufiger Produktionsprozess bei Rhein Chemie, die zu LANXESS, dem viertgrößten deutschen Chemiekonzern, gehört. Zunächst passieren die für eine Rezeptur angelieferten Rohstoffe die Eingangskontrolle. Dann werden die Einzelchemikalien schichtweise in einen großen Edelstahl-Container eingewogen, der bis zu Liter fasst. Als nächstes geht dieser Container zur Mischstation, dem Herz der Produktionsanlage, in der die gestapelten Rohstoffschichten gleichmäßig über das Mischgut verteilt werden. Genau hier liegt der Knackpunkt im gesamten Prozess, der über die Qualität der Pulvermischungen entscheidet: Sind die richtigen Stoffe in der Mischung enthalten? Liegen sie in den erforderlichen Mengen vor? Sind 2

3 diese Stoffe gleichmäßig über das Mischgut verteilt? Rhein Chemie kann diese drei kritischen Fragen durch den Einsatz eines NIR-Online-Industriespektrometers zweifelsfrei beantworten und dokumentieren. NIR-Online-Systeme lassen sich aufgrund ihrer speziellen Beschaffenheit in nahezu jede Produktionsumgebung integrieren. Sie erlauben eine zeitnahe Analyse und Überwachung selbst schnell bewegter Proben. Dazu werden die zu untersuchenden Substanzen mit Lichtwellen im Nahen Infrarot (NIR) bestrahlt und die reflektierten Lichtwellen von einem Dioden Array-Spektrometer parallel ausgelesen. Je nach Eigenschaft der Substanzen differiert die Wellenlänge des zurückgeworfenen Lichts. Die so gewonnenen Messergebnisse werden von der Prozesssoftware SX-Center online ausgewertet und auf mehreren Monitoren grafisch dargestellt. Im automatischen Vergleich der Messergebnisse mit den Referenzwerten wird der Zustand des analysierten Materials in Echtzeit transparent. Dabei lassen sich die Messdaten problemlos in alle gängigen Warenwirtschafts- und Prozessleitsysteme wie SAP oder Siemens einbinden. Repräsentative Proben Der Rhein Chemie ermöglichen NIR-Online-Systeme Röntgenblicke auf die Rezepturen. Während eines Mischprozesses, der im Durchschnitt etwa fünf Minuten dauert, wird das Mischgut, das pausenlos in Bewegung ist, rund Mal an verschiedenen Stellen überprüft. Damit werden repräsentative Proben gewonnen. Sie geben Aufschluss darüber, wann die optimale Homogenität einer Mischung erreicht ist. In diesem Augenblick wird der Mischprozess automatisch gestoppt. Darüber hinaus lassen die Messungen unbestechliche Aussagen über Qualität und Zusammensetzung der Inhaltsstoffe zu. NIR-Online-Technik erspart den Aufwand und die Nachteile herkömmlicher Laborproben, wie zuvor auch bei Rhein Chemie praktiziert. Um die Homogenität einer Rezeptur zu untersuchen, mussten die Mischprozesse erst einmal gestoppt werden. Dann entnahmen wir drei bis vier Proben und untersuchten diese im Labor, so Dr. Giorgio Müller, Leiter des Service Technologies Betriebs für die Kautschuk- Industrie. Stellte sich dabei heraus, dass das Mischgut noch nicht gleichmäßig 3

4 verteilt war, mussten die Mischvorgänge erneut gestartet werden. Ebenso wenig war es möglich, Reaktionsprozesse zu überprüfen und zu kontrollieren. Bedarfsgerechte Portionen Im letzten Prozessschritt entnimmt Rhein Chemie aus der homogenisierten Muttermischung bedarfsgerechte Portionen und verpackt diese in mit verwendbare Beutel. Der Kunde erhält diese Beutel als Rundum-sorglos-Pakete. Mitgeliefert wird eine umfangreiche Dokumentation, die die lückenlose Rückverfolgbarkeit der relevanten Qualitäts- und Prozessdaten gestattet. Als Rhein Chemie im Vorfeld der Produktion nach einem System zur optimalen Qualitätssicherung Ausschau hielt, überzeugte NIR-Online aus mehreren Gründen. Wir erhielten ein kombiniertes Software- und Hardware-Paket, das sich aufgrund seiner Standardschnittstellen problemlos in unser vorhandenes Steuerungssystem einbinden lässt. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Gerät vollkommen zerstörungsfrei arbeitet, sagt Giorgio Müller. Darüber hinaus sprachen die einfache Bedienung und Auswertbarkeit für das System. Sorgenfrei zum Kunden Das Konzept der Rhein Chemie ist aufgegangen: Immer mehr Kunden aus der Kautschuk verarbeitenden Industrie nutzen die Möglichkeit, ihr Chemikalien- Management einem spezialisierten Dienstleister anzuvertrauen. Sie werden just-intime mit hochwertigen Additiven beliefert, mit denen sie die Qualität ihrer Produkte und Prozesse steigern und die Betriebskosten senken können. Als entscheidend für den Erfolg des neuen Konzepts wertet Rhein Chemie den NIR-Online-Einsatz: Das System trägt in kritischer Weise dazu bei, dass die Pulvermisch-Pakete auch tatsächlich sorgenfrei zum Kunden gelangen, bringt es Dr. Thomas Kromminga auf den Punkt. NIR-Online sorgt dafür, dass der Kunde die gelieferten Additive vertrauensvoll in seine eigenen Prozesse einbinden kann. Nach nur sechs Monaten hat sich NIR-Online im neuen Pulvermisch-Betrieb der Rhein Chemie amortisiert. Das System erspart den Aufwand für Laboranalysen und 4

5 trägt zur Senkung der Fertigungskosten bei. Durch die laufenden Qualitätskontrollen ist das Unternehmen vor Reklamationen gefeit. Um noch stärker von den NIR- Online-Vorteilen zu profitieren, soll der Einsatz auch auf andere Prozessschritte und Produktionsbereiche der Rhein Chemie ausgedehnt werden. NIR-Online-Industriespektrometer NIR-Online-Industriespektrometer sind weltweit die ersten vorkalibrierten, optischen Systeme, mit denen die Prozesse zur Herstellung oder Weiterverarbeitung organischer und anorganischer Substanzen online analysiert, überwacht und gesteuert werden können. Aufgrund ihrer speziellen Beschaffenheit lassen sich NIR- Online-Systeme in fast jede beliebige Produktionsumgebung integrieren. Sie ersparen den Aufwand, den die herkömmliche NIR-Laboranalytik fordert. Statt Stichproben wird ein kontinuierlicher, zeitnaher Einblick in den Zustand von Prozessen gewonnen. Damit können Qualitätsschwankungen in der Produktion in Sekundenschnelle ausgewertet und korrigiert werden. Das lange Warten auf Laborergebnisse entfällt. Für den Einsatz nicht-organischer Produkte wie Mineralien oder Metalle bietet sich der Einsatz von NIR-Online-Systemen an, die zusätzlich mit einer hoch auflösenden Farbkamera ausgerüstet sind. Diese Kamera misst die äußeren Merkmale nichtorganischer Produkte, sogar minimale Farb-, Struktur- und Größenunterschiede, und lässt Rückschlüsse auf deren chemische Bestandteile zu. Auch in diesem Fall werden die Ergebnisse grafisch dargestellt. 5