ARMATUREN HALTEN AKTIVE MEDIEN IN SCHACH.
Die Ansprüche an die Einhaltung von Grenzwerten innerhalb von Produktions- und Logistikprozessen steigen beständig. Insbesondere die Neufassung der Ersten Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz vom 18. August 2021 (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft) stellt Unternehmen vor neue Herausforderungen.
Die Herausforderung im Containment
Eigentlich ist die Sache doch ganz einfach: Sorgen Sie dafür, dass aus Ihren Fertigungsprozessen einfach nichts nach außen dringt. Leichter gesagt als getan. Wie isoliert man Rohrleitungen, Silos, Behälter, Mischer, Verpackungsanlagen entsprechend gegeneinander und gegenüber der umgebenden Atmosphäre, dass auch bei Drucküberlagerungen die Grenzwerte sicher eingehalten werden können?
Insbesondere bei wechselnden Produktträgern wie mobilen Containern (IBC) oder BigBags sind entsprechend abgesicherte Docking-Systeme erforderlich.
Kritische Schnittstellen
Kritische Schnittstelle sind dabei meist Übergabepunkte, an denen Feststoffe in ein unterschiedliches Druckniveau übergeben werden sollen. Wird das Produkt z.B. aus einem Silo oder Vorlagebehälter, aus einer Waage oder einem Mischer in den Reaktor oder in die Förderleitung mit einem anderen Druckniveau übergeben, muss das Absperrorgan entsprechend Leckrate Null gewährleisten. Dies gilt sowohl für Überdruck- als auch Vakuum-Anwendungen.
Eine Schwierigkeit stellen zudem Reinigungsprozesse dar, bei denen das Austrags- oder Dosierorgan – klassisch die Zellradschleuse – nach außen hin geöffnet werden muss.
Taktschleuse mit Inertisiersystem, Ex-entkoppelnd
Taktschleuse erfüllt sicherheitsrelevante Eigenschaften
Taktschleusen (Abbildung 1) bestehen aus zwei Absperrorganen, die durch einen Behälter – im einfachsten Fall ein Rohrstück – miteinander verbunden sind. Diese Einheit kann als explosionsentkoppelndes Schutzsystem nach EN 13 849-1 ausgelegt werden und sorgt so zudem selbst in Staubexplosionskasse 3 (KSt > 300 bar * m/s) für sicheren Produktaus-
bzw. -eintrag.
Während des Schleusvorgangs, den Reinigungsprozessen und sogar im Fall einer Explosion dringt Material nicht nach außen. Voraussetzung ist, dass die beiden Armaturen den Bestimmungen der TA Luft entsprechen und gegebenenfalls als explosionsdrucktragende Teile nach EN 14460 etc. zugelassen sind.
Die Emissionsanforderungen an Bauteile und Baugruppen gemäß Bundes-Emissionsschutzgesetz sind vom Hersteller oder Inverkehrbringer zu berücksichtigen. Konstruktion und Ausführung müssen den Betreiber in die Lage versetzen, Grenzwerte einzuhalten und den sicheren Betrieb zu gewährleisten.
Nach heutiger Schätzung unterliegen in Deutschland etwa 50.000 Produktionsanlagen der seit 2021 geltenden neuen TA Luft.
Fortschritt durch innovative Armaturentechnik
EBRO setzt die deutlich gestiegenen Anforderungen in Form einer verbesserten Wellenabdichtung um. Die Armaturen können einzeln oder, wie hier beschrieben, in den EBRO- Taktschleusen eingesetzt werden. Somit steht Betreibern und Anlagenbauern für Anlagen mit entsprechenden Anforderungen ein Gerät zur Verfügung, dass gleich drei wichtige Kriterien erfüllt:
- Baumusterprüfung ATEX bis Zone 0 und 20, Zulassung in IECEx
- Einsatz auch bei aktiven Medien, Reinigbarkeit gegen Außenatmosphäre
im vollständig geschlossenen Zustand - Baumusterprüfung als explosionsentkoppelndes Schutz- system
im Performance-Level „D“ mit einem Prüfdruck von > 15,4 bar
ViDos® Armaturen basieren auf bewährten Standard-Armaturen mit Elastomer- oder PTFE-Manschette.
Zusätzlich zu der klassischen Aufgabe, den Produktstrom zu steuern oder zu regeln, wird diese Armatur auch als Dosierorgan für Schüttgüter eingesetzt. Dazu wird ein Linear-Vibrator integriert, dessen Impulse direkt in die Klappenscheibe geleitet werden. Durch die Vibration der Scheibe wird der Produktstrom in Gang gesetzt und erhalten. Brückenbildung wird wirksam abgewehrt und der gleichmäßige Austrag ermöglicht hohe Wiederholgenauigkeiten.
Der Volumenstrom kann auf einfache Weise eingedrosselt werden, ohne Gefahr zu laufen, dass das Produkt ins Stocken gerät. Dabei ist sicherzustellen, dass weder im laufenden Betrieb noch während Wartungs- und Reinigungsarbeiten alveolengängige Fraktionen der dosierten Produkte nach außen dringen können.
Die direkte Beschickung von Waagen oder auf Wägezellen stehenden Behältern wird deutlich vereinfacht. Die Armatur wird zunächst vollständig geöffnet, um den Hauptanteil der gewünschten Menge so schnell wie möglich einzutragen. Erst kurz vor Erreichen der gewünschten Menge wird die Armatur weiter geschlossen und die Vibration setzt ein. Im Feinstrom kann nun die restliche Menge zugeführt werden. Die Armatur schließt danach den Behälter sicher ab.
Dosieraufgaben übernimmt die Vibrations-Dosierklappe.
Containment und Nachhaltigkeit
Nun ist die Kapselung der Produkte in einer Fertigungsanlage aber keine Einbahnstraße. Insbesondere in den empfindlichen Prozessen der Batteriezellen-Produktion stehen Anforderungen in den Ausschreibungen, die eben auch die Kontamination der Produkte durch externe und auch interne potenzielle Verunreinigungsquellen ausschließen müssen.
Abriebminimierung ist somit nicht nur in der Pharma- und Feinchemie ein Thema. Vollständige Isolierung des Produktstroms zur Außenatmosphäre wird begleitet durch das Verbot von Buntmetallen. Selbst Forderungen, den Eintrag von Metallionen gänzlich auszuschließen, sind keine Seltenheit.
Containment ist an sich ein breit gefächerter Begriff, der bei genauerer Betrachtung der Spezifizierung bedarf. Je nach Anforderung stehen Betreibern und Anlagenbauern entsprechend geeignete Austrags- und Dosiersysteme auf Basis der Absperrklappe zur Verfügung.
Günstige „Total Cost of Ownership“ , die Energiebilanz und die vollständige Recyclebarkeit sind weitere Kriterien, die an Bedeutung gewinnen.