Das Duisburger Technikum: eine Fülle an Möglichkeiten

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Das Duisburger Technikum: eine Fülle an Möglichkeiten

Mit vier modularen Dosierstationen und der Möglichkeit, unterschiedlichste Dosieranwendungen darzustellen, lässt sich im Duisburger Technikum fast alles dosieren. An erster Stelle steht dabei immer die Prozesssicherheit der Anwendungen beim Kunden.

Für Jochen Keesen vergeht als Leiter des Technikums in der Duisburger Firmenzentrale kein Tag wie der andere. Das liegt daran, dass seine Aufgaben so vielfältig sind wie die Kundenanfragen, die das Technikum erreichen. Häufig sind veränderte Prozesse oder neue Materialien der Grund dafür. Keesen erklärt: „Bei veränderten Prozessen, beispielsweise neuen Produktionslinien, geht es in der Regel darum, dass wir für unsere Kunden die Dosiergeräte im Technikum so auslegen, dass die entsprechende Dosiergenauigkeit gewährleistet ist. Aber nicht nur bei Neuanlagen, sondern auch bei bestehenden Linien kann es durch Produktumstellung notwendig werden, dass diese neuen Produkte zunächst im Technikum überprüft und die Dosiergeräte dann gegebenenfalls angepasst werden müssen.“

Mehr Raum für Prozesssicherheit

Seit Herbst 2017 gibt es das neue Technikum, das Herzstück der neuen Firmenzentrale, in der neben der Verwaltung auch die Fertigung von Brabender Technologie untergebracht ist. Das gesamte Portfolio von Dosiergeräten über Nachfüllstationen abzubilden – das ist jetzt kein Problem mehr. Jochen Keesen erinnert sich: „Früher war das nicht möglich. Wir mussten Versuche in unterschiedlichen Räumen durchführen und Geräte häufig verschieben oder umräumen. Jetzt haben wir fünfmal so viel Platz.“ Durch die angrenzenden Besprechungsräume ist ein direkter Blick ins Technikum und auf die Versuchsaufbauten möglich.

„Unseren Kunden geben die Versuche in erster Linie Sicherheit für ihre individuellen Dosieraufgaben“, erzählt er weiter. „Es besteht die Möglichkeit, verfahrenstechnische Risiken zu minimieren, da wir den Dosierprozess sowie die Nachfüllung abbilden können.“ Insgesamt gibt es vier Dosierstationen, an denen gleichzeitig Versuche von der Nachfüllung bis zur Messung der Dosiergenauigkeit stattfinden können. Das Technikum ist außerdem mit einem Zwei-Tonnen-Kran ausgestattet, mit dessen Hilfe auf der Befüllebene alle üblichen Gebinde wie BigBags, Silos, Fässer und Säcke leicht zugeführt werden können. Zusätzlich gibt es zwei separate Versuchsräume für Labor- sowie Food- und Pharma-Anwendungen.

Reale Bedingungen für alle Anwendungen

Die Augen des erfahrenen Diplom-Ingenieurs leuchten: „Uns eröffnet sich dadurch eine Fülle an neuen Möglichkeiten. So wird es viel einfacher, den Versuch möglichst nah am Prozessablauf des Kunden abzubilden. Das heißt, auch für anspruchsvolles Schüttgut können wir die geeigneten Dosierprozesse realistisch testen. Im Versuchsaufbau steht das an erster Stelle.“ Für die produzierende Industrie mit ihren hohen Qualitätsanforderungen und Dosiervorgaben ist das extrem wichtig.

„Unsere Kunden kommen aus allen möglichen Branchen. Ein großer Teil ist im Kunststoff-Compounding zu Hause, zum Beispiel für die Automobilindustrie. Aber wir haben auch Kunden aus der Lebensmittelindustrie. Dort müssen die richtigen Dosiergeräte für empfindliche Cerealien, wie etwa Rosinen für Müsli-Mischungen, gefunden werden“, berichtet Jochen Keesen. „Im Prinzip fahren wir Versuche für fast alle Anwendungen.“

Modulare Versuchsaufbauten

Als wir unten in der Halle das Technikum betreten, wird schnell klar: An den einzelnen Dosierstationen können Versuche flexibel mit ganz unterschiedlichen Geräten, Behältergrößen und Komponenten modular aufgebaut werden – eben je nachdem, was der Prozess des Kunden benötigt. „Für hohe Dosierleistungen im Größenbereich mehrerer Tonnen führen wir ein Scale up durch. Das sind Maßstabsvergrößerungen, bei denen aus einem kleineren Versuchsaufbau hochgerechnet wird“, erläutert Fachmann Keesen. „Wir sind außerdem in der Lage, kontinuierliche Prozesse im Langzeiteinsatz zu simulieren.“

Kontinuierliche Prozesse stehen bei den Kunden im Technikum Duisburg hoch im Kurs, denn sie sind besonders für hochgenaue Anwendungen interessant. Ebenfalls werden auch Batch-Applikationen in kleinem und großem Umfang vom Kunden angefragt. Im Schnitt kann das Team im Technikum, das neben Jochen Keesen aus zwei weiteren Mitarbeitern besteht, pro Woche zwei Tests durchführen. Von der Anfrage, die über den Vertriebsmitarbeiter koordiniert wird, bis zum Beginn des Versuchs vergehen in der Regel rund vier Wochen. Ein akutes Problem kann je nach Umfang und aktueller Auslastung schon mal dazwischengeschoben werden.

Alle Versuche ergebnisoffen

Jedem Versuch geht eine Materialanalyse voraus, für die bestimmte Parameter zunächst abgefragt werden. Liegt die Probe vor, werden in der Feststoffanalyse noch Korngröße, Fließeigenschaften, Schüttdichte und Schüttwinkel bestimmt. Diese Daten bilden die Grundlage für die Vorauswahl der Dosiergeräte und zusammen mit der geforderten Dosierleistung wird entschieden, ob ein Dosierversuch im Technikum notwendig ist. Ist das der Fall, werden in ersten Vorversuchen die passenden Parametereinstellungen wie Nachfüllgrenzen und Behältergeometrie bestimmt. Anschließend werden Dosiergenauigkeit und Dosierkonstanz in Messreihen erfasst, die sich bei Bedarf noch durch Änderungen an den Parametern optimieren lassen.

„Alle Versuche, die wir im Technikum fahren, sind erst einmal ergebnisoffen“, erklärt Jochen Keesen. „Es geht darum, das richtige Dosiergerät, bezogen auf die Fließeigenschaften des Produkts, in Abhängigkeit von der gewünschten Dosierleistung zu finden.“ Auch das Prüfen der unterschiedlichen Entlüftungssysteme steht auf dem Programm. So können unterschiedliche Anordnungen und Komponenten unmittelbar miteinander verglichen werden.

Digital und normgerecht

Mit der speziellen hauseigenen Software Feeder Control werden Messreihen und somit die Genauigkeit der Dosiergeräte aufgezeichnet. So lässt sich jederzeit nachvollziehen, wie gut diese den Vorgaben entsprechen. In einer gemeinsamen Datenbank werden alle Tests gespeichert – auch die der beiden anderen Technika in Kanada und China. So können die Mitarbeiter weltweit voneinander profitieren.

Bei der Dosiergenauigkeit hält sich Brabender Technologie an das Arbeitsblatt NA 40 „Dosiergenauigkeit von kontinuierlichen Waagen“ der Namur, einer Interessengemeinschaft von Unternehmen der Prozessindustrie. Die einer DIN-Vorschrift ähnlichen Anweisung definiert die Begriffe, zeigt die zulässigen Messfehler und schreibt Messbedingungen vor und schafft so eine vergleichbare Grundlage für die unterschiedlichen Anbieter von Dosiergeräten.

Werksabnahme (FAT)

Vor der Auslieferung und Installation kann auf Kundenwunsch auch eine Werksabnahme im Technikum erfolgen. Mit diesem sogenannten Factory Acceptance Test (FAT) wird neben einem Funktionstest auch eine Vollständigkeitsprüfung durchgeführt – und es wird sichergestellt, dass die festgelegten Dosiergenauigkeiten eingehalten werden. „Dem Betreiber der Produktionsanlage gibt diese Vorgehensweise eine nahezu hundertprozentige Sicherheit“, erklärt Jochen Keesen.

Potenzial für mehr

Manchmal wird das Team vor Herausforderungen gestellt, die es nicht sofort lösen kann. In enger Abstimmung mit der Konstruktionsabteilung lässt sich jedoch immer ein Lösungsweg finden, zum Beispiel durch An- und Umbauten am Grundgerät. Aber auch Neuerungen und Weiterentwicklungen der Dosiergeräte testen Jochen Keesen und seine Mitarbeiter fortlaufend. Ihre Erfahrungen besprechen sie dann regelmäßig mit der Konstruktionsabteilung und den Servicetechnikern, die diese wiederum mit den Kunden vor Ort teilen. Durch den Anstieg von Versuchsanfragen für die Dosierung von Karbonfaser entstand so im Jahr 2017 der FiberXpert. Eine zunächst unlösbar erscheinende Aufgabe für bestehende Dosiergeräte wurde dann nach vielen Tests und Versuchen gelöst und der neue Dosierer FiberXpert ist entstanden. Dieser konnte inzwischen in verschiedenen Größen erfolgreich in den Markt eingeführt werden.

Am Ende verrät Jochen Keesen noch: „Künftig wollen wir die Vorauswahl der Geräte noch präziser vornehmen und erarbeiten dazu gerade ein entsprechendes Projekt, in dem beispielsweise Pulvereigenschaften besser charakterisiert werden können.“ Es bleibt also abwechslungsreich im Technikum Duisburg.

(erschienen in FLUX 2/2020)