CITplus - Schliffbild, Materialien, Schneid- und Abzugsgeschwindigkeit - nur wenn alle Faktoren zueinander passen, arbeiten Granulieranlagen effizient und wirtschaftlich.

Weltweit werden jährlich rd. 300 Mio t unterschiedlichste Kunststoffe hergestellt, davon 210 Mio t granuliert. Neben der am häufigsten eingesetzten Unterwassergranulieranlage (UWG) werden hierfür meist Trocken-Stranggranulieranlagen (SG) oder Unterwasser-Stranggranulieranlagen (USG) eingesetzt. Schätzungen zufolge werden rund 60 Mio t aller Granulate mit Stranggranulieranlagen erzeugt, davon mit 38 Mio t mehr als die Hälfte auf Granulieranlagen der Automatik Plastics Machinery aus Großostheim. Mit über 8.000 weltweit verkauften Anlagen gilt der deutsche Maschinenbauer als Marktführer in diesem Segment. Jährlich werden mehr als 800 neue Schneidrotoren für Stranggranulieranlagen in dem eigenen Werk gefertigt und fast 4.000 in sechs Schleifzentren in Brasilien, Deutschland, China, Malaysia, Taiwan und USA überarbeitet und nachgeschliffen. Der Schleifservice wird heute, für alle im Markt gängigen Rotortypen von unterschiedlichen Herstellern ausgeführt. Ein Rotor kann bis zu 15x nachgeschliffen werden, abhängig vom Grad des Verschleißes und des Rotortypes. Die hohe Zahl der Überarbeitungen verbunden mit den Anschaffungskosten für einen Rotor macht deutlich, wie wichtig dieser Service für Kunden ist.

Worauf es ankommt 
In einer Stranggranulieranlage, egal ob unter Wasser oder trocken, werden die extrudierten Kunststoffstränge in den Schneidkopf geführt und hier zwischen einem rotierenden Messer und einem statischen Gegenmesser zu einem zylinderförmigen Granulat geschnitten. Granulatform, Granulatlänge, Restfeuchte, Gleichmäßigkeit und Staubanteil sind qualitätsbestimmende Faktoren, die den Verkaufspreis des Granulats beeinflussen und damit für Materialhersteller entscheidend sind. 

Um die Effizienz und Wirtschaftlichkeit einer Granulierlinie zu garantieren, besuchen Servicetechniker die Kunden in regelmäßigen Abständen und beraten über Neuerungen oder Optimierungensptotenzial. Dabei achten sie nicht nur auf den Schneidrotor, sondern beurteilen den Gesamtprozess - von Extruderausgang und Abkühlstrecke über die Granuliereinrichtung bis hin zum Trockner.
Speziell bei einer Vorortberatung lassen sich Probleme direkt erkennen und entsprechende Vorschläge zur Prozessverbesserung erarbeiten. So konnte zum Beispiel einem Compoundhersteller, der unzufrieden mit der Standzeit seines Rotors war, nachdem er den TiO2-Gehalt im Compound von 1 % auf bis zu 8 % angehoben hatte, geholfen werden. Nach einem intensiven Beratungsgespräch entschied sich der Kunde für den Einsatz eines neuen Rotors und einer neuen Schneidleiste, zugeschnitten auf sein Produkt. So konnte die Standzeit des Rotors vervierfacht werden, was automatisch zu einer deutlichen Reduktion der Produktionskosten führte.

Materialkenntnis gefragt 
Die Standzeiten eines Rotors können im Extremfall von wenigen Tagen bis zu mehr als einem Jahr reichen - hierzu tragen die sehr unterschiedlichen Faktoren bei, die schon bei einer Neuinstallation berücksichtigt werden. Sich verändernde Randbedingungen beim Granulierer, verbunden mit Personal-Fluktuation, können zu einer schleichenden Effizienz-Minderung führen. 

Einfluss auf die Schneidleistung hat bspw. der für das Rotormesser verwendete Stahltyp. Seine Auswahl sollte in Abhängigkeit des verarbeiteten Kunststoffes erfolgen, wobei das Spektrum von martensitischem Chrom-Stahl über pulvermetallurgische Stähle oder Wolframkarbid-Stähle bis hin zu einer Spezialkeramik reicht. Toray Films Europe (France) ersetzte jetzt Rotor und Schneidleiste seiner Granulieranlage gegen neue, die aus widerstandsfähigeren Metallen gefertigt sind. Mit diesen konnte der Folienhersteller die Standzeit seines Rotors verdreifachen. Nötig war dies, da das Unternehmen im Zuge neuer Produkt- und Marktentwicklungen einen abrasiveren Kunststofftyp verarbeitet. „Auch mit den neuen Keramik-Gegenmessern haben wir bereits Versuche durchgeführt und sind mehr als überzeugt", unterstreicht Julien Thil von Toray Films Europe seine Zufriedenheit.

Auch für weiche Kunststoffe
Neben dem eingesetzten Rotor-Stahltyp ist das Schliffbild des Rotors ebenfalls ein einflussreicher Faktor für eine wirtschaftlich arbeitende Granulieranlage. 15 verschiedene Schliffbilder stehen zur Auswahl, wobei speziell für weichere Kunststoffe neue Geometrien entwickelt wurden. Dank des Austauschs des Rotors auch hier in Verbindung mit einer speziellen für dieses Material zugeschnittenen Schneidleiste konnte einem Kunden geholfen werden, seine Granulatqualität bei Verarbeitung eines TPU's mit einer Shore A-Härte von 75 und weniger deutlich zu verbessern. Vor dem Austausch produzierte der Granulator mehr als 30 % schräg geschnittene Granulate und ca. 5 % Langstücke, nach der Umstellung lediglich 2 - 3 % Schrägschnitte und nur noch sporadisch Langschnitte.

Richtige Materialpaarungen wichtig
Im Vergleich zum Rotor ist das Gegenmesser einer deutlich höheren Belastung ausgesetzt. So ist das Gegenmesser bei einem 30-zähnigen Rotor auch einer 30fachen Belastung ausgesetzt, da das Messer bei jedem Schnitt belastet wird. Die richtige Materialauswahl ist also nicht nur für den Rotor, sondern auch für das Gegenmesser sehr wichtig. Wichtig ist auch, dass die Materialpaarungen - Rotor und Gegenmesser in Verbindung mit dem zu verarbeitendem Material - passt. Für ihre Auswahl ist eine genaue Prozess- und Fertigungskenntnis erforderlich.

Prozessbetrachtung spart Geld
Bei der Betrachtung der Wirtschaftlichkeit des Prozesses fällt der ganzheitlichen Prozessanalyse eine wichtige Rolle zu. Nur wenn die Einzelkomponenten der Granulieranlage korrekt aufeinander abgestimmt sind, lassen sich Abfallmengen minimieren, die Produktqualität verbessern sowie Produktions- und Energiekosten einsparen. Falsch ausgewählte Materialien oder falsch geschliffene Rotoren haben einen erheblichen Einfluss auf die Produktqualität und Effizienz. Automatik Plastics Machinery hat ein einfaches Berechnungstool entwickelt, mit dem Einsparpotentiale in diesem Zusammenhang abgeschätzt werden können.

Mit einer eigens eingerichteten Abteilung für Beratung und Problemanalyse vereint Automatik Plastics Machinery nicht nur den eigenen Maschinenbau, den kompletten Aftersales Service inklusive Nachschleif- und Optimierungsservice sondern auch die Beratung unter einem Dach.

Firmeninfo
Maag ist ein global führender Hersteller von Zahnradpumpen, Granulier- und Filtrationssystemen für anspruchsvolle Anwendungen in der Kunststoff-, Chemie-, Petrochemie-und Lebensmittelindustrie. Maag entwickelt, produziert und vertreibt kundenspezifische Lösungen für komplette Pumpen- und Granuliersysteme.
Mit dem Zusammenschluss von Maag Pump Systems und Automatik Plastics Machinery wurden die Fachkompetenzen in der Granulier- wie auch in der Pumpenindustrie vereinigt. Automatik Plastics Machinery ist nach eigenen Angaben weltweit die Nummer Eins für Unterwasser-Stranggranuliersysteme und eines der wenigen Unternehmen die alle Granulierverfahren anbieten kann. Dabei reicht das Spektrum von Kleinanlagen für Leistungen von wenigen kg/h bis hin zu Großanlagen mit einer Durchsatzleistung von bis zu 36 t/h.
Am Hauptsitz in der Schweiz und den Produktions- und den Vertriebsstandorten in Deutschland, Frankreich, Italien, Singapur, Taiwan, Malaysia, China, Brasilien und den USA beschäftigt die Gruppe über 500 Mitarbeiter. Maag tritt am Markt mit den Produktmarken „Maag Pump Systems", „Automatik Pelletizing Systems" und „Maag Filtration Systems" auf. Maag ist Teil der Pump Solutions Group, einer Geschäftseinheit von Dover Engineered Systems, einem Segment der Dover Corporation.