Storz Kunststoffperipherie Jägerweg Donaueschingen Trocknen auf den Punkt genau

Transkript

1 Storz Kunststoffperipherie Jägerweg Donaueschingen 1

2 Trocknen auf den Punkt genau Wirtschaftliche Granulattrocknung technischer Kunststoffe 2

3 Wirtschaftliche Granulattrocknung Verarbeitungs- und Trocknungsprozess beherrschen Silo Trocknungstrichter Trocknungs Trichter Trockenlufterzeuger 3

4 Kenngrößen der Granulattrocknung Primäre Kenngrößen eines Trockenlufttrockners Temperatur der Trockenluft T / C Einstellbar an allen Trocknern Volumenstrom der Trockenluft / m 3 /h Taupunkt der Trockenluft τ/ - C Einstellbar an einigen Trocknern Häufig ein fester Wert. Einstellbar an einigen Trocknern Ein Taupunkt ist vorhanden, ist aber häufig unbekannt. Trocknungszeit t T / h Die effektive Trocknungszeit ist abhängig vom Materialdurchsatz am Trockner. 4

5 Kenngrößen der Granulattrocknung Die entscheidende Kenngröße für den Trocknungsprozess Restfeuchte des Granulates (% H 2 O) vor dem Schneckeneinzug x Plast / % H 2 O 5

6 Trocknungstabelle - Auszug Übersicht der Trocknungsparameter und Restfeuchtetoleranzen Die Trocknungsrichtlinien der Rohstoffhersteller sind zu beachten 6

7 Bio-Trocknungstabelle - Auszug Förderprojekt zur Erarbeitung von Verarbeitungsrichtlinien und Verfahren Die Trocknungsrichtlinien der Rohstoffhersteller sind zu beachten 7

8 Digicolor trocknet Bio-Kunststoffe Seit über 2 Jahren erarbeitet Digicolor systematisch Richtlinien zur Trocknung von Bio-Kunststoffen. In einem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Innovation gefördertem Projekt waren umfangreiche Laboruntersuchungen notwendig, um zum Beispiel die mechanischen und physikalischen Eigenschaften der Fertigteile in Abhängigkeit vom Trocknungsgrad der verwendeten Granulate zu ermitteln. Die stetig steigenden Jahrestonnen an Biokunststoffen sowie die kontinuierliche Weiterentwicklung der Rohstoffe auf diesem Gebiet zeigt den immensen Bedarf an geeigneten Produktionsanlagen für Biokunststoffe. Die erforderlichen Trocknungsparameter, wie Trocknungstemperatur, spezifische Trockenluftmenge, Trocknungszeit und Taupunkt weichen teilweise von den bekannten Daten der herkömmlichen Granulate ab. Diese Zusammenhänge sowie die umfangreichen Ergebnisse der Untersuchungen sind in die Entwicklung einer neuen Trocknerbaureihe mit dem Namen Drywell Bioline eingeflossen. Erste Anlagen sind bereits in Kundenprojekten im Einsatz. Mit dieser neuen Trockner-Baureihe und den umfangreichen Ergebnissen aus dem Forschungsprojekt ist Digicolor ein kompetenter Ansprechpartner für Anwendungen auf dem Gebiet der Bio-Trocknung Trocknen auf den Punkt genau 8

9 Qualität der Granulattrocknung sicherstellen Restfeuchtetoleranzen der Kunststoffgranulate einhalten Restfeuchtemessungen zur Qualitätsüberwachung (Messpunkte für Stichproben) Silo x nach_förderung / %H 2 O x Plast / %H 2 O Trocknungs- Trocknungs Trichter Trichter Trockenlufterzeuger x ungetrocknet / %H 2 O x getrocknet / %H 2 O 9

10 Trocknungssystem richtig auslegen und betreiben Durchsatz beachten - Trocknungszeit einhalten Verarbeitung von jeweils 17,5 kg/h Polyamid 66 auf 2 Spritzgießmaschinen Vorgeschriebene Trocknungszeit 4 h, Trocknungstemperatur 80 C 200-Liter Trocknungstrichter, Schüttdichte 0,7 kg/l Inhalt 140 kg Durchsatz: insgesamt 35 kg/h Trocknungszeit: 4 h Richtige Trocknungszeit Einhaltung der Restfeuchtetoleranz Trocknungs- Trocknungs Trichter Trichter 200 Liter Trockenlufterzeuger 17,5 kg/h 17,5 kg/h 10

11 Trocknungssystem richtig auslegen und betreiben Gefahr von Übertrocknung in der Praxis Verarbeitung von jeweils 17,5 kg/h Polyamid 66 auf 2 Spritzgießmaschinen Eine Spritzgießmaschine außer Betrieb durch Wartungsarbeiten Vorgeschriebene Trocknungszeit 4 h, Trocknungstemperatur 80 C 200-Liter Trocknungstrichter, Schüttdichte 0,7 kg/l Inhalt 140 kg Durchsatz: 17,5 kg/h Trocknungszeit: 8 h Übertrocknung Schädigung des Granulates 17,5 kg/h Trocknungs- Trocknungs Trichter Trichter 200 Liter Trockenlufterzeuger 11

12 Trocknungssystem richtig auslegen und betreiben Gefahr von Untertrocknung in der Praxis Verarbeitung von jeweils 17,5 kg/h Polyamid 66 auf 4 Spritzgießmaschinen Verdoppelung der Produktion ohne Aufrüsten von Trocknerkapazität Durchsatz: 70 kg/h Trocknungszeit: 2 h Untertrocknung Zu hohe Restfeuchte Trocknungs- Trocknungs Trichter Trichter 200 Liter Trockenlufterzeuger jeweils 17,5 kg/h 12

13 Was ist Trocknungszeit? Eine unterschätzte primäre Kenngröße von Trocknern Die initiale Trocknungszeit nach dem Start des Trockners, die einzuhalten ist, bevor der Verarbeitungsmaschine trockenes Granulat zur Verfügung gestellt werden kann. Die Zeit, die das Granulat im kontinuierlichen Verarbeitungsprozess benötigt, um den Trocknungstrichter zu durchlaufen. Diese ist abhängig vom Produktionsdurchsatz in kg/h. 13

14 Zusammenfassung Eine unzureichende Trocknung des Granulats vor der Verarbeitung ist eine der häufigsten Fehler bei der Verarbeitung von technischen Kunststoffen und hat folgende Konsequenzen: Molekularer Abbau, reduzierte Zähigkeit und Alterungsbeständigkeit, Schwankungen bei Prozessparametern, Toleranzen, Oberflächendefekte (Schlieren), Schwankungen Farbort Werkzeugbelag, erhöhte Emissionen Die Ursachen für eine unzureichende Trocknung sind: Trockner defekt bzw. nicht gewartet (eher selten) Verarbeitungshinweise des Herstellers werden nicht umgesetzt Trocknergröße nicht richtig ausgelegt Übertrocknung des Granulats durch zu lange Trocknungszeiten oder durch Maschinenstillstand Ein positiver Nebeneffekt der Trocknung von Granulat ist ein verbessertes Aufschmelzverhalten des Granulats Die Nutzung eines Geräts zur Bestimmung des Wassergehalts von Granulaten sollte für den Verarbeiter obligatorisch sein Trocknen auf den Punkt genau 14

15 Verschiedene Trocknungskonzepte Zentral oder Dezentral Zentral Auf der Maschine Neben der Maschine 15

16 Zentrale Trocknung Vorteile / Nachteile Aufgeräumte Fertigung, Materialraum Definierte, zentrale Stellfläche Strukturierte Fördertechnik/Verteilung Zentrale Überwachung der Trocknungsanlage Lange Distanzen und Förderwege Schädigung des Granulats Rückbefeuchtung des Granulats Mangelnder Bezug Trockner zu SGM in sehr komplexen Produktionen 16

17 Zentrale Trocknung Nachteil der Vermischung von Additivdämpfen Vermischung und Ablagerung von Additivdämpfen bei zentralem Trockenlufterzeuger und zentraler Trockenluftverrohrung Additive im Granulat eines Trichters können das gesamte System kontaminieren Zentraler Trockenlufterzeuger 17

18 Trocknung auf der Maschine Vorteile / Nachteile Einsparung von Fördervorgängen Fertigungszelle auf einen Blick Keine Rückbefeuchtung Restfeuchte vor der Schnecke im Griff Geringste Stellfläche Platzbedarf auf dem Spritzaggregat Belastung des Spritzaggregats Kollisionsgefahr mit Aufbauten Detaillierte Projektierung der SGM 18

19 Trocknung neben der Maschine Vorteile / Nachteile Hohe Flexibilität in der Produktion Fertigungszelle auf einen Blick Keine mechanische Belastung des Spritzaggregates Größere Stellfläche Zusätzlicher Fördervorgang Gefahr der Rückbefeuchtung 19

20 Wirtschaftliche und Audit-gerechte Granulattrocknung Die wesentlichen Aspekte für einen optimalen Trocknungsprozess Größe des Trockners für den Anwendungsfall richtig auslegen und betreiben Produktionsdaten beachten! Den richtigen Trockner-Mix anwenden Zentral / Auf der Maschine / Neben der Maschine Primäre Kenngrößen der Trocknung optimieren: Temperatur, Volumenstrom, Taupunkt und Trocknungszeit Die von den Rohstoffherstellern vorgeschriebenen Restfeuchtetoleranzen in % H 2 O einhalten Stichproben! Trocknungsanlagen energetisch optimieren: Taupunkt nicht niedriger als nötig / Übertrocknungsschutz / etc. Mitarbeiter schulen! Wartung durchführen, Taupunkte regelmäßig überprüfen 20

21 Trocknungssystem drywell Platzeinsparung, Flexibilität, Energieeffizienz Trocknung als Baukastensystem: Platzeinsparung durch optimale Anpassung der Trocknungseinheiten an die räumlichen Gegebenheiten in der Fertigung. Zentrale Trocknung Trocknung über der Einzugszone der Schnecke Mobile Trocknung an den Verarbeitungsmaschinen Modernisierung von vorhandenen Trocknungsanlagen Trocknen auf den Punkt genau 21

22 Trocknungssystem drywell Alle Vorteile auf einen Blick Qualität der Kunststoffartikel / Verfahrenstechnik Witterungsunabhängig, geschlossener Prozesskreislauf Konstanter Taupunkt Produktionsoptimierung, C ; - C ; m 3 /h ; t Niedriger Energieverbrauch Partielle Abschaltung von nicht benötigten Trichtern Keine langen, heißen Trockenluftrohre Hoher Wirkungsgrad Niedrige Trocknungstemperaturen möglich Bio-Kunststoffe Niedrige Regeneriertemperatur, max. 160 C Energieeinsparung Sehr niedriger Energieverbrauch Berechnung / Messung Bedienung Betriebsbereitschaft nach nur 5 min Einfaches Einstellen von C ; - C ; m 3 /h ; t Aufrufen von gespeicherten Trocknungsdaten (Datenbank) Montage / Aufstellung Variable Aufstellungs- und Erweiterungsmöglichkeiten Äußerst platzsparendes System Druckluft und Wasserversorgung entfällt Betriebssicherheit Kein Trockenmittelabrieb Materiaschutzfunktionen MPM Minimales Ausfallrisiko da kein Zentraltrockner mehr erforderlich Keine Vermischung von Additivdämpfen Keine Verbindung zwischen Trocknungstrichtern, Additivdämpfe bleiben auf eine Trocknungseinheit begrenzt 22

23 Modernisierung von Trocknungsanlagen Beispiel: 8 Trocknungstrichter, 6 x 150 Liter und 2 x 400 Liter Beispiel: Altes Zentraltrocknungssystem mit 8 Trichtern Heißluftverrohrung zwischen dem zentralen Trocknungsgenerator und den einzelnen Trichtern Zentraler 150 l 150 l 150 l Trockenlufterzeuger 400 l 150 l 150 l 150 l l 8 8 z.b. 82 Nachteile der Altanlage: Hoher Anschlusswert für 8 Trocknungstrichter: 8 Großer Platzbedarf für zentralen Trockenlufterzeuger Großer Platzbedarf für Trockenluftverrohrung Hohe Wärmeverluste über die Trockenluftverrohrung

24 Modernisierung von Trocknungsanlagen Beispiel: 8 Trocknungstrichter, 6 x 150 Liter und 2 x 400 Liter Ausrüstung der vorhandenen Trichter mit modernen drywell-trocknern DRD 80 DRD 80 DRD 80 DRD 160 DRD 160 DRD 80 DRD 80 DRD 80 5,5 5,5 5,5 12,1 12,1 5,5 5,5 5,5 150 l 150 l 150 l 400 l 400 l 150 l 150 l 150 l Vorteile der Neuanlage: Viel geringerer Anschlusswert für 8 Trocknungstrichter: 57,2 Zentraler Trockenlufterzeuger entfällt => Platzersparnis Alle Trocknungstrichter arbeiten unabhängig voneinander Trocknungstrichter, die nicht benötigt werden, können vollständig abgeschaltet werden. 24

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit % H 2 O max Ihre Vertretung in Baden Württemberg Storz Kunststoffperipherie Jägerweg Donaueschingen info@storz-kp.de % H 2 O min digicolor Gesellschaft für Kunststoffmaschinentechnik mbh Zeissstr Herford www. digicolor.de info@digicolor.de Trocknungssysteme Trocknen auf den Punkt genau 25