Erfolgsgeschichten
Kontrollierte Befeuchtung von Kalandern bei der Herstellung von technischer Folie
Projektbeschreibung
Ein Hersteller von technischen Polymerfolien musste eine unkontrollierte Dampfzufuhr durch eine gleichmäßige und regelbare Dampfzufuhr ersetzen, die an die Geometrie seines Kalanders angepasst war, um das Ablösen des TPU zu verbessern, ohne das Mikrorelief zu beschädigen, und dies bei Dauerbetrieb während 72-stündiger Produktionsläufe.
Ausgangssituation
Welche Herausforderungen stellte uns der Kunde?
Ein Hersteller von technischen Polymerfolien (hauptsächlich TPU) produziert im Kalanderverfahren: Das geschmolzene Polymer tritt aus dem Düsenkopf aus und wird zwischen zwei strukturierte Walzen mit einem Durchmesser von 350 und 450 mm geführt, die es auswalzen und ihm ein mattes Mikrorelief verleihen. Die Walzen werden im Inneren mit Wasser von 5–10 °C gekühlt, ihre Oberfläche arbeitet jedoch aufgrund der von der Folie abgegebenen Wärme bei Raumtemperatur.
Das Problem war die Haftung. Das heiße TPU haftete an der Walze, die das Polymer aufnimmt, und ließ sich nur schwer ablösen, sowohl an der Hauptkontaktstelle als auch am Ausgang der zweiten Walze. Der Kunde hatte empirisch festgestellt, dass eine dünne Feuchtigkeitsschicht auf der Oberfläche das Ablösen ermöglichte, und hatte eine eigene Lösung entwickelt: eine offene Rinne aus Edelstahl, durch die Wasser mit einer Temperatur von etwa 70–90 °C floss und die unter der Walze angebracht war, wobei der Dampf auf der Oberfläche kondensierte.
Das System funktionierte zwar, wies jedoch erhebliche Einschränkungen auf. Die Durchflussregelung war unzureichend: Es gab keine Möglichkeit, genau zu steuern, wie viel Feuchtigkeit auf die Walze gelangte. Und die Fehlertoleranz war gering, da ein Wasserüberschuss das Mikrorelief zunichte macht und die Oberflächenbeschaffenheit der Folie beeinträchtigt. Hinzu kamen die Einschränkungen der Maschine: Die Walzen bewegen sich auf zwei Achsen und neigen sich um etwa 20° um den Druck zwischen ihnen anzupassen; daher musste jedes Gerät kompakt, leicht, an diese Bewegungen angepasst und leicht demontierbar sein. Die Produktionskampagnen dauern 72 Stunden nacheinander, sodass die Lösung entlang der gesamten Erzeugenden der Walze unterbrechungsfrei und gleichmäßig arbeiten musste, bei möglichst geringer Auslaufgeschwindigkeit, um Geräusche zu vermeiden, und nach Möglichkeit ohne Tropfenbildung, damit sie in senkrechter Position angebracht werden konnte.
Der Kunde musste von einem unkontrollierten Dampfausstoß auf eine gleichmäßige Dampfzufuhr umstellen, die in einem Bereich von 0,6 bis 6 kg/h regelbar und an die Geometrie seines Kalanders angepasst ist. Er fragte uns, ob Giconmes eine entsprechende Anlage entwerfen könne.
Vorgeschlagene Lösung
Von Giconmes speziell entwickelte Dampf-Lösung
Vorgeschlagene Lösung
Der Ansatz bestand darin, die Heißwasserleitung durch eine gesättigte Niederdruck-Dampfsperre zu ersetzen, die von einem elektrischen Gerät erzeugt und über zwei maßgefertigte Verteilerleitungen verteilt wird, jeweils eine für jede Walze.
Das Herzstück des Systems ist ein elektrischer Dampferzeuger vom Typ NGV-1706 mit einer Leistung von 6 kW, dessen Leistung zwischen 0,14 und 8,6 kg/h regelbar ist und den erforderlichen Bereich problemlos abdeckt, mit einem Betriebsdruck von bis zu 4,5 bar und einer unbegrenzten Betriebsdauer dank der kontinuierlichen Stromversorgung. Da er elektrisch betrieben wird, ist er innerhalb weniger Minuten betriebsbereit, benötigt weder einen Schornstein noch Brennstoff und lässt sich ohne bauliche Maßnahmen in den Produktionsraum integrieren.
Für die Verteilung haben wir zwei Rohrverteiler aus Edelstahl entworfen, die 22 mm mit einem Durchmesser von und 1.750 mm Länge, mit doppeltem Anschluss und Auslassöffnungen alle 10 mm, sodass jeder Zentimeter der Walze die gleiche Menge Dampf erhält. Jeder Verteiler ist auf einer U-förmigen Halterung montiert, die an den Seitenrahmen des Kalanders befestigt ist und sich mit den Bewegungen der Walzen mitbewegt: Der Diffusor folgt der Walze, wenn diese sich bewegt oder kippt, ohne dass eine Nachjustierung erforderlich ist. Die Konstruktion erfolgte auf der Grundlage von Maßangaben und Fotos, die vor Ort aufgenommen wurden, und wurde in 3D vor der Fertigung, mit der Absicht, die Sammelleitungen durch längere zu ersetzen, falls die nutzbare Arbeitsbreite in Zukunft erweitert wird.
Die Regelung wurde bewusst einfach gehalten. Der Kunde wollte das Konzept zunächst validieren, bevor er in eine Automatisierung investierte; daher erfolgt die Steuerung über ein Nadelventil am Einlass jedes Verteilers, dem ein Tropfenabscheider vorgeschaltet ist, der Kondensatbildung und Tropfenbildung beim Anfahren minimiert. Wärmeisolierte Schläuche leiten den Dampf vom Generator zum Kalander. Das System ist so ausgelegt, dass bei Bedarf zu einem späteren Zeitpunkt eine automatische Temperaturregelung integriert werden kann.
Das Projekt wurde innerhalb von fünf Monaten umgesetzt, von der ersten Beratung bis zur Inbetriebnahme, einschließlich eines technischen Besuchs vor Ort zur Datenerfassung, der Konstruktion der maßgeschneiderten Halterungen bei Giconmes und eines einzigen Installationstages. Die gesamte Anlage wurde gemäß der Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU gefertigt.
Verwendete Technologie
- Elektrischer Dampferzeuger NGV-1706 mit 6 kW Leistung, regelbarer Durchsatz zwischen 0,14 und 8,6 kg/h und einem Betriebsdruck von bis zu 4,5 bar
- Zwei Rohrverteiler aus Edelstahl mit einem Durchmesser von 22 mm und einer Länge von 1.750 mm, mit doppeltem Zulauf und Auslassöffnungen im Abstand von jeweils 10 mm
- U-förmige Halterungen, die an den Seitenrahmen des Kalanders befestigt sind und sich mit den Bewegungen der Walzen mitbewegen
- Tropfenabscheider am Einlass jedes Sammelrohrs
- Wärmeisolierte Schläuche zur Dampfleitung vom Dampferzeuger zum Kalander
HERAUSFORDERUNGEN
Wir erfüllen die Anforderungen des Kunden
Die Folie klebt nicht mehr. Bei funktionierender Dampfsperre erfolgt das Ablösen des TPU während des gesamten Einsatzzeitraums sauber und kontinuierlich, ohne dass manuelle Anpassungen erforderlich sind, wie sie beim vorherigen System notwendig waren.
Der Schlüssel liegt in der Steuerung: Der Dampf wird gleichmäßig über die gesamte Mantellinie der Walze aufgebracht, wobei der Durchfluss einstellbar und reproduzierbar ist, sodass mit genau dem richtigen Feuchtigkeitsgrad gearbeitet werden kann – ausreichend für das Ablösen, jedoch ohne Überschuss, der das Mikrorelief beschädigen könnte.
Das Ergebnis ist eine effizientere und präzisere Fertigung mit einer kompakten, elektrisch betriebenen und speziell auf die Maschine zugeschnittenen Anlage.
Benötigen Sie eine maßgeschneiderte Lösung?
Wir helfen Ihnen bei der Festlegung der Art der Installation, die Sie benötigen
Es gibt keine Schadstoffemissionen, die über die bei der Stromerzeugung entstehenden hinausgehen, so dass sie je nach Strommix neutral werden können. Elektrische Dampfkessel sind die Gegenwart und die Zukunft.
Perfekt. Sie wird sogar für maximale Effizienz empfohlen. Es gibt kein Problem mit der Fernsteuerung, solange die geltenden Vorschriften eingehalten werden.
Ein Dampferzeuger ist ein unter Druck stehendes Gerät, das zusammen mit dem dazugehörigen Rohrleitungsnetz gemäß der im Königlichen Dekret 809/2021 vom 21. September veröffentlichten Verordnung einer behördlichen Kontrolle und ergänzenden technischen Anweisungen unterliegt. Seine Wartung ist in einen Teil der einfachen Einhaltung durch den Eigentümer unterteilt:
- Beachten und befolgen Sie die Anweisungen des Herstellers hinsichtlich der Verwendung, der Sicherheitsvorkehrungen und der Wartung.
- Die Anlage darf nicht in Betrieb genommen werden, und der Betrieb von Druckgeräten ist zu unterbinden, wenn die Anforderungen der Verordnung nicht erfüllt sind.
- Halten Sie mindestens die folgenden Unterlagen für das Druckgerät bereit, während es installiert ist: Konformitätserklärung, falls zutreffend, Bedienungsanleitung des Herstellers und, falls zutreffend, Installationszertifikat, zusammen mit anderen unterstützenden Unterlagen (falls zutreffend, Installationsprojekt, Bericht über die letzte regelmäßige Inspektion, Bescheinigungen über Reparaturen oder Änderungen am Gerät sowie alle anderen Unterlagen, die in der entsprechenden ergänzenden technischen Anweisung (ITC) dieser Verordnung gefordert werden). Zum Inhalt siehe Anhang IV der Verordnung. Diese Unterlagen müssen der zuständigen Stelle der Autonomen Gemeinschaft und den Unternehmen, die die Wartung, Reparatur oder regelmäßige Inspektion durchführen, zur Verfügung stehen.
- Verwenden Sie Druckgeräte innerhalb der vom Hersteller vorgesehenen Betriebsgrenzen und nehmen Sie sie außer Betrieb, wenn sie die erforderlichen Sicherheitsanforderungen nicht mehr erfüllen.
- Führen Sie die Wartung der Anlagen, Druckgeräte, Sicherheitsvorrichtungen und Kontrollvorrichtungen gemäß den Betriebsbedingungen und den Anweisungen des Herstellers durch und überprüfen Sie diese mindestens einmal jährlich.
- Die Durchführung der entsprechenden regelmäßigen Inspektionen gemäß den Bestimmungen in Artikel 6 der Verordnung anzuordnen.
- Führen Sie ein aktuelles Verzeichnis der Druckgeräte der Kategorien I bis IV der RD 709/2015 vom 24. Juli oder der diesen Kategorien gemäß Artikel 3.2 der Verordnung gleichgestellten Geräte sowie ihrer Anlagen.
Es ist allgemein bekannt, dass sich Wasser bei Anwendung einer Wärmequelle ab dem Siedepunkt und bei atmosphärischem Druck in Dampf verwandelt. Ab diesem Punkt müssen wir je nach dem für die richtige Anwendung erforderlichen Sättigungsgrad des Dampfes den Druck erhöhen, um eine höhere Temperatur zu erreichen. Um die Temperatur und den Sättigungsgrad des Dampfes zu ändern, müssen wir immer den Druck ändern.
Es ist eine Druckeinheit, die 1Kg/cm2, 0,98 Atmosphären oder 14,50 PSI entspricht.
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