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04.08.2017

Cleaning Shops für thermische Polymer-Entfernung

Kostengünstige Reinigung für Metall-Filterscheiben

Metallfilterscheiben für Polymerfiltration werden weltweit in der kunststoffverarbeitenden Folienextrusion (BOPET, PET, PA etc.) immer wichtiger und die Aufgaben der Schmelzefiltration zunehmend komplexer. Metallfilter sichern einerseits höchste Qualitätsstandards in der Produktion mit Polymeren. Zugleich bieten sie Antworten auf die Anforderungen des internationalen Marktes.

  • Filterscheibe vor dem Reinigen und … (© Schwing Technologies)

    Filterscheibe vor dem Reinigen und … (© Schwing Technologies)

  • … thermisch gereinigt: Auf diese Weise lassen sich Filterscheiben 50- bis 60-mal reinigen (© Schwing Technologies)

    … thermisch gereinigt: Auf diese Weise lassen sich Filterscheiben 50- bis 60-mal reinigen (© Schwing Technologies)

  • „Da bei der Vakuum-Pyrolyse auch degradiertes PET und Gels entfernt werden, erzielt diese Reinigungsmethode sogar ein überzeugenderes Ergebnis als das mit Triethylenglycol“, sagt Thomas Ceglarek, Ingenieur bei Schwing Technologies (© Schwing Technologies)

    „Da bei der Vakuum-Pyrolyse auch degradiertes PET und Gels entfernt werden, erzielt diese Reinigungsmethode sogar ein überzeugenderes Ergebnis als das mit Triethylenglycol“, sagt Thomas Ceglarek, Ingenieur bei Schwing Technologies (© Schwing Technologies)

  • Vacuclean: Ein Vakuumpyrolyse-System für die Reinigung von Filterbündeln und Filterscheiben (© Schwing Technologies)

    Vacuclean: Ein Vakuumpyrolyse-System für die Reinigung von Filterbündeln und Filterscheiben (© Schwing Technologies)

  • Filterstack vor dem Reinigen und … (© Schwing Technologies)

    Filterstack vor dem Reinigen und … (© Schwing Technologies)

  • … thermisch gereinigt (© Schwing Technologies)

    … thermisch gereinigt (© Schwing Technologies)

  • „Bislang gab es kein Teil, das wir nicht vollständig von anhaftenden Polymeren und anorganischen Verunreinigungen befreien konnten“, resümiert Thomas Schwing, einer der beiden Geschäftsführer von Schwing Technologies (© Schwing Technologies)

    „Bislang gab es kein Teil, das wir nicht vollständig von anhaftenden Polymeren und anorganischen Verunreinigungen befreien konnten“, resümiert Thomas Schwing, einer der beiden Geschäftsführer von Schwing Technologies (© Schwing Technologies)

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Dass diese Filter in ihrer Verarbeitung immer präziser und kostspieliger werden, liegt auf der Hand. Wurden sie in der Vergangenheit regelmäßig ausgetauscht und ersetzt, so geht der ökonomisch und ökologisch motivierte Trend heute zur Reinigung und Mehrfachverwendung. Etwa 200 bis 500 Euro kostet eine Metallfilterscheibe heute. Rund 50 bis 60-mal kann sie mit den Prozesslösungen von Schwing Technologies gereinigt werden – bei gleichbleibender Filterqualität.

Komplette Cleaning Shops

Der deutsche Anlagenbauer stattet sogenannte „Cleaning Shops“ individuell mit thermischen Reinigungseinheiten in einer Vakuumpyrolyse-Anlage und Nachreinigungsanlagen aus. „Sie garantieren porentiefe Entfernung von Polymeren – rückstandslos, zerstörungsfrei und mit garantiert langer Lebensdauer“, betont Geschäftsführer Thomas Schwing. Ein maßgeschneidertes Datenblatt dokumentiert den gesamten Ablauf und dient Kunden als Workflow-Unterstützung.

„Wir haben die positive Erfahrung gemacht, dass auch ungeübte Neukunden das Handling mit unserer Hardware durch entsprechende Schulungen bei Inbetriebnahme leicht erlernen und erfolgreich durchführen können“, so Schwing. Innerhalb von weniger als 48 h lassen sich Filterscheiben auf diese Weise von Polymeren befreien.

Präzise Filterreinigung

Filterscheiben bestehen aus einer Vielzahl hauchdünner Geflechte und Metallfaservliese mit Feinheiten von bis zu 1 oder 2 µm. Hier gilt es, für alle Lagen und Zwischenräume, und seien sie noch so fein, den optimalen Reinigungsprozess zu identifizieren.

Geeignet für die Reinigung von Filterbündeln und Filterscheiben ist die Vakuumpyrolyse-Anlage Vacuclean. Sie wird lediglich mit Strom und Wasser betrieben, reinigt das System durch Pyrolyse und Oxidation und ohne jeden Zusatz chemischer Substanzen oder die Verwendung von Triethylenglycol (TEG).

„Da beim Vakuum-Pyrolyse-Prozess auch degradiertes PET und Gels entfernt werden“, erläutert Ingenieur Thomas Ceglarek, „erzielt diese Reinigungsmethode sogar ein überzeugenderes Ergebnis als das mit TEG-Verwendung.“ In vielen Ländern erweise sich diese chemische Substanz aufgrund ihrer hohen Entsorgungskosten zudem als Umweltproblem.

Reinigungsprozess

Der Workflow des gesamten Reinigungsprozesses startet entweder mit einem Abschmelzvorgang oder mit der Reinigung der kompletten Filterbündel in einem kundenspezifisch angepassten Beladegestell. Exakt gibt Schwing dabei Parameter wie die Positionierung der Filter, die Aufheizzeit, Temperaturen und Dauer der Pyrolyse und Oxidation sowie Abkühlungszeiten und Grad der Öffnungstemperatur vor.

Im nächsten Schritt werden die Filterbündel demontiert, in einzelne Scheiben zerlegt und erneut einer Vakuumpyrolyse unterzogen, um auch in den tiefsten Filterebenen eine gute Reinigung zu erzielen. Auch hier werden kundenspezifische Werte zu Temperatur und Dauer ermittelt und festgelegt.

Nachbehandlung

Obwohl die thermischen Reinigungssysteme alle organischen Verunreinigungen entfernen, können in den Filterscheiben anorganische Reststoffe zurückbleiben. Speziell abgestimmte Nachbehandlungsmethoden entfernen auch diese. Zum Einsatz kommen dabei Geräte wie etwa ein Ultraschallbad und ein Wasser-Hochdruckreinigungsgerät.

Manuell oder automatisiert auszuführende Hochdruck-Nachreinigungsverfahren mit heißem Wasser eignen sich, um weitere Rückstände zu entfernen. Die entscheidenden Parameter hierfür sind Temperatur, Wassermenge, Sprühbild und Wasserdruck. Optional ist eine industrielle Waschmaschine, die diesen Schritt halbautomatisiert durchführt. Wesentliche festzulegende Eckdaten hier: Temperatur, Wasserdruck, Sprühbild und Waschzeit.

Ein ausgefeiltes pulsierendes Rückspül-System wiederum sorgt mit wellen- und druckartiger Behandlung für den nächsten Reinigungsschritt. Hier werden anorganische Reststoffe von innen und außen entfernt. Wichtige Parameter hierbei: Art der Flüssigkeit, Druck der Spülung, Scheiben-Adapter sowie Anzahl und Länge der Spülzyklen.

Im Ultraschallbad werden empfindliche Filter im Anschluss von weiteren verbleibenden Restverschmutzungen vor allem in schwer zugänglichen Bereichen befreit. Auch in diesem Schritt sind Vorgaben zu berücksichtigen: Temperatur, Art der Flüssigkeit, Zusätze, die Position der Filter, die Ultraschallfrequenz, Reinigungszeit und Leistung. Anschließend folgt die Reinigung in einem mit Luft durchströmten Spülbad.

In einem Trockenofen mit individuell angefertigtem Beladekorb werden die Filter schließlich getrocknet. Wesentliche Eckdaten sind dabei: Temperatur, Position der Filter, Trockenzeit und Belüftungssystem.

Überprüfung und Dokumentation

Ob sich noch Verschmutzungsreste im Filter befinden, verdeutlicht die Überprüfung des Gewichts mit einer Filterwaage. Ein Bubble-Test wiederum dokumentiert, ob der Filter einwandfrei oder gegebenenfalls mechanisch beschädigt ist. Und auch der 10 l/min (LPM) Strömungstest verifiziert das Ergebnis. Kennzeichnende Größen hierbei: Flüssigkeit, Test-Medium, Test-Druck und Filter-Adapter. Schwing führt diesen Test für die meisten Filtermedien mit Wasser durch und verzichtet auf Isopropanol.

Forschung und Innovation

Um gute Ergebnisse zu erreichen, entwickelt ein Team die Reinigungstechnologien am Standort in Neukirchen-Vluyn regelmäßig weiter und bringt Erfahrungen und Know-how in Forschungsprojekte ein. Wie zuletzt beim Vakuumpyrolyse-Forschungsprojekt zum Verschmutzungsverhalten von Polymerschmelzefiltern, Reinigung und Standzeiten gemeinsam mit dem Institut für Kunststofftechnik an der Universität Paderborn. Zum besseren Verständnis der Prozesse hatte Thomas Ceglarek von 2015 bis 2016 in Kooperation mit der Paderborner Fakultät für Maschinenbau Reinigungsergebnisse untersucht.

„Dieser gemeinsame Forschungsversuch hat uns gezeigt, dass unsere umweltfreundliche Vakuumpyrolyse die gleichen bzw. bessere Reinigungsergebnisse erzielt als die Hydrolyse“, fasst Ceglarek zusammen. „Gleichzeitig ist sie kostengünstig, und wir können die bekannten Nachteile der Hydrolyse-Systeme, wie zum Beispiel die unkontrollierte Oxidation und Schädigung des Filtergewebes, ausschließen“. (kk)

Schwing Technologies auf der Fakuma: Halle A3, Stand 3112


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Weiterführende Information
  • Fakuma 2017

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Unternehmensinformation

Schwing Technologies GmbH

Oderstr. 7
DE 47506 Neukirchen-Vluyn
Tel.: 02845 9300
Fax: 02845 930100

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