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Screenless_Granulator_S-Max_3 class="caption-text">Zahnwalzenmühle (Bild: Wittmann Battenfeld)

Sie gehören zu einer Kunststofffertigung dazu – Zerkleinerungsanlagen. Meist unscheinbar kommen sie ihrer Aufgabe, dem Zerkleinern anfallender Angüsse und Fehlteile, nach. Im direkten Maschinenumfeld platziert, wird das Mahlgut unmittelbar dem Fertigungsprozess wieder zugeführt. Dieses Rückführen an der Spritzgießmaschine spart Rohmaterial, reduziert die Entsorgungskosten und erhöht den Ertrag. „Man spricht hier vom Closed-Loop-Verfahren beziehungsweise dem Inline-Recycling. Dies erfordert kein weiteres Handling des Abfalls und minimiert die Gefahr einer nachträglichen Verunreinigung bei Lagerung oder Transport“, beschreibt Wittmann Battenfeld Deutschland, Nürnberg. Getecha, Aschaffenburg, weist darauf hin, dass vom Markt individuelle Zufuhrsysteme und eine kompakte Bauweise der Beistellmühlen gefordert werden. Dies ermöglicht deren Aufstellung beispielsweise unter Ausfallschächten und Separiertrommeln.

Trends in der Gerätetechnik

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Bild: CMG

Durch die Weiterentwicklung der Zerkleinerungsanlagen können heute industrielle Produktionsabfälle weitestgehend vollständig verwertet werden. „Die frühere Annahme, dass die Wiederverwendung von Mahlgut die Qualität des Endproduktes beeinträchtigen könnte, trifft heute nur noch dann zu, wenn die eingesetzte Ausrüstung unzureichend ist“, heißt es bei C.M.G., einem Unternehmen der Piovan Gruppe mit Sitz in Budrio di Bologna, Italien. Die Kunststoffverarbeiter sehen die anfallenden Angüsse, Fehlteile und Randbeschnitt als Wertstoff, nicht als Abfall. Und das nicht erst seit der angespannten Situation auf dem Rohstoffmarkt. Durch die steigenden Granulatpreise amortisiert sich der Einsatz einer Mühle in kurzer Zeit und ein Return on Investment (ROI) ist durchaus innerhalb von 12 Monaten möglich, ist aus Nürnberg zu hören.

Die Forderung des Marktes nach Homogenität des Mahlgutes wird von den Anlagenherstellern umgesetzt. Diese wird bei schnelllaufenden Schneidmühlen laut Fritsch, Idar-Oberstein, durch Anpassung der Drehzahl erzielt. Langsam laufende Universal-Schneidmühlen mit kraftvoller Zerkleinerung werden bei harten, zäh-elastischen Materialien und kleinen Mengen eingesetzt. Außerdem sieht das Unternehmen diesen Mühlentyp als die „ideale Lösung“, wenn thermische Schädigungen und ein hoher Feinanteil sowie der Verlust von leicht flüchtigen Substanzen vermieden werden sollen. Getecha erkennt einen Trend in Richtung „multitaskingfähige“ Zerkleinerungsstation. Hierfür wird die Maschine um verschiedene Bypasstrichter erweitert, um dreidimensionale Fehlteile, Profile, Rohre und auch Plattenmaterial zerkleinern zu können. Zusätzliche Walzen ermöglichen das Einziehen von Vollfolien, Stanzgittern und Randstreifen.

Trends in der Verfahrenstechnik

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Industrie 4.0 taugliche Zentralmühle. (Bild: Hellweg)

Mehrere Anbieter rücken die Industrie 4.0-Tauglichkeit der Mühlen in den Fokus der verfahrenstechnischen Trendschau. Bisher war die Schneidmühle nicht an die direkte Prozessdatenüberwachung der Hauptsteuerung angeschlossen, sondern fungierte mehr oder weniger als Stand-alone-Anlage. Auf der K2019 wurde von Hellweg Maschinenbau, Roetgen, die erste Industrie-4.0 taugliche Schneidmühle vorgestellt. Nach Unternehmensangaben sind diese Systeme stark nachgefragt, da zwischenzeitlich 90 % der Zentralmühlen und rund 25 % der Beistellmühlen mit der neuen Steuerung ausgeliefert werden. Die Schneidmühlen/Zerkleinerer werden laut des italienischen Herstellers nun zum integralen Bestandteil der Produktions- oder auch Aufbereitungslinie. Die neu konzipierten Granuliersysteme dieses Maschinenbauers sind mit Steuerungen ausgestattet, die eine Verbindung zu den Mühlen und zu den Überwachungssystemen herstellen können. Die Geräte des Nürnberger Maschinenherstellers ermöglichen ein direktes Anbinden in die Prozessdatenüberwachung an der Spritzgießmaschine.

Tria Recycling- und Zerkleinerungsmaschinen, Willich, verweist auf den Trend bezüglich Optimierung und Reduzierung von Staub und Feinanteilen im Mahlgut. Dies sei einerseits durch optimierte Schnittwinkel erreichbar und andererseits durch alternative Möglichkeiten beim Fördern des zerkleinerten Materials.

Trends beim Schallschutz

Auf der Wunschliste der Kunststoffverarbeiter steht ein geräuscharmer Betrieb der Mühlen und Zerkleinerer, um den Geräuschpegel der Produktionsumgebung niedrig zu halten. Diesem Wunsch kommen die Anlagenbauer bereits nach und arbeiten an weiteren Optimierungen. So sind die Beistellmühlen von Wittmann Battenfeld standardmäßig mit schallgedämmtem Trichter (doppelwandig mit Bitumenlage) und schallisosierter Motorabdeckung ausgestattet. Neben schalldämmender Materialien sieht C.M.G. die Geometrie der Abschirm- und Schutzbleche als „wichtiges Kriterium“, damit die Maschinen leiser werden. Durch Schalldämmung und -lenkung sei es möglich, „die Schallemissionen auf ein Minimum zu reduzieren“. Getecha setzt in diesem Punkt auf „ein Mahlgehäuse mit umfassender Schalldämmung“.

Trends beim Verschleißschutz

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Die Zahnwalzenmühle wird eingesetzt zum Zerkleinern von hartem, sprödem, glasfaserverstärktem Material. (Bild: Wittmann Battenfeld)

Je nach Polymertyp, Geometrie, Dicke, Füllstoffgehalt und -art der zu zerkleinernden Abfälle wirken immense Kräfte auf die Messer und Rotoren. Die Hersteller setzen auf unterschiedliche Techniken, um die Standzeit der Zerkleinerungseinheiten zu erhöhen. So verbaut Fritsch Rotoren mit Messer, deren Kanten nachschleifbar und austauschbar sind. Bei Scheibenfräserrotoren kommen Wendeschneidplatten zur Anwendung. Der italienische Hersteller berichtet vom Einsatz neuer Stahlsorten, einem neuen Design der Schneidkammer sowie von einer neuen Steuerung, durch die Drehmoment und Motorleistung autonom angepasst werden können. Die Standardmühlen von Wittmann Battenfeld besitzen gehärtete Messer und Walzen. Außerdem wird für besonders aggressive Kunststoffe zusätzlich eine Hard-Coating-Beschichtung eingesetzt.

Trends bei der Energieeffizienz

Die Energieaufnahme einer Schneidmühle oder eines Schredders hängt stark von der eingebrachten Materialmenge, der Dicke, dem Polymertyp und der Teiletemperatur ab. Mit Steuerungen, die in der Lage sind, die Leistungsaufnahme der Schneidmühle an die Eigenschaften des zugeführten Reststoffs anzupassen, wird laut C.M.G. „die Energieaufnahme in höchstem Maße optimiert“. „Den Stopp der Mühle bei Stillstand der Verarbeitungsmaschine“ sehen die Nürnberger als eine Möglichkeit, um den Energieverbrauch zu reduzieren. Die Geräte mit Motoren der Effizienzklasse IE3 auszustatten, sieht das Unternehmen als weitere Option an.

Trends zur Reinraumfähigkeit

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Sauberraummühle in platzsparender Niedrigbauweise. (Bild: Getecha)

Zunächst könnte man meinen, eine Beistellmühle in einem Reinraum zu betreiben ist ein Wiederspruch in sich. Doch auch hierfür haben die Hersteller Lösungen entwickelt. So ist aus Nürnberg zu hören, dass die reinraumtauglichen Systeme eingebaute Klappen im Zuführtrichter besitzen, die über ein Signal von der Spritzgießmaschine gesteuert werden und dadurch die Umgebungskontamination nahezu auf null reduziert wird. Am Auslass der Mühle werden die Absaugrohre zusätzlich abgedichtet, sodass Staub weiter reduziert wird. Der Aschaffenburger Anlagenbauer bietet ein Modell, das für den Betrieb in Produktionsumgebungen mit anspruchsvollen Reinheits- und Hygienevorgaben entwickelt wurde. Es verfügt über ein integriertes Absaugsystem und eine optimierte Dichtungstechnik.

ist geschäftsführender Gesellschafter von Merkle & Partner in Heidenheim.

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