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Filterschichten erfüllen in der Chemie-, Lebensmittel- und Life Science-Branche komplexe Aufgaben, indem sie je nach Einsatzweck unterschiedlichste Partikel aus einer Flüssigkeit entfernen. So sorgen sie beispielsweise dafür, dass der Korkgeschmack aus dem Wein und Trübstoffe aus dem Bier verschwinden und für die Aufreinigung von Extrakten oder Fermentationsbrühen verwendet werden, die anschließend in der Aromaindustrie oder zu pharmazeutischen Zwecken weiterverarbeitet werden. „Um diesen Effekt zu erzielen, bestehen die Filterschichten, die für die Tiefenfiltration eingesetzt werden, aus einer Zellulose- oder Polymerfasermatrix“, erklärt Dennis Haag, Head of Engineering and Maintenance, bei der FILTROX AG. „Diese wird mit mineralischen Filterhilfsmitteln angereichert und über einen Harzbinder zusammengefügt.“

Beengte Platzverhältnisse erfordern Modifizierung des Zerkleinerers
Obwohl die Materialdicke der Filterschichten im Schnitt lediglich zwischen 3,2 und 4,6 mm beträgt, stellt die effiziente Zerkleinerung der Materialien eine Herausforderung dar. „Da die Filterschichten aus einem sehr dichten, faserartigen Material bestehen, muss dies unbedingt bei der Auslegung der Anlage berücksichtigt werden“, berichtet Harald Erdwich, Geschäftsführer der Erdwich Zerkleinerungs-Systeme GmbH. „Ansonsten kann es passieren, dass die Filterschichten nicht richtig von den Messern eingezogen werden und die Maschine folglich ineffizient arbeitet.“ Ein weiteres Problem stellte der Platzmangel dar, der in der Produktionshalle der FILTROX AG herrscht. Die neuen Anlagen, welche die beiden vorher eingesetzten Maschinen ersetzen sollten, verlangten deshalb nach einer besonders kompakten Konstruktion, sodass die Arbeitsabläufe möglichst wenig gestört werden. Das gilt etwa für die Auffangbehälter, die regelmäßig entnommen und durch leere Behälter ersetzt werden müssen.
Nach Materialtests im hauseigenen Technikum und der Evaluierung der Platzverhältnisse entschieden sich die Experten von Erdwich deshalb dafür, den Feinkartonzerkleinerer FKZ für den Einsatz bei FILTROX zu modifizieren. Während die bisherigen Modelle FKZ1300 und FKZ1600 mit Schneidwerksgrößen von 1.278 beziehungsweise 1.616 mm relativ groß dimensioniert sind, musste für die Filterschichtzerkleinerung eine weitaus kleinere Variante entwickelt werden. Die zwei bei FILTROX eingesetzten FKZ200 haben aufgrund der engen Platzverhältnisse mit circa 200 mm Breite und speziell angepassten Trichtern ein sehr schmales Schneidwerk sowie eine geringe Antriebsleistung von jeweils 2,2 kW. Die direkt aus der Bearbeitungsmaschine zugeführten Filterschichtrandabschnitte weisen je nach Produkt eine Breite zwischen 10 und 50 mm auf. Somit lässt sich ein Durchsatz von etwa 140 kg/h pro Zerkleinerungsanlage erzielen.

Reißermesser statt herkömmlichem Schneidsystem verbessern Einzugsverhältnis
„Grund für die hohe Durchsatzleistung ist außerdem das Messersystem“, erläutert Erdwich. „Gewöhnliche Messer können manche Materialien oft nicht richtig erfassen, sodass manuell etwa mit einem Handeindrücker nachgeholfen werden muss. Dieses Problem tritt bei den Reißermessern nicht auf, denn diese können das Material besser festhalten und erzielen so ein effizienteres Einzugsverhalten.“ Der integrierte Kamm sorgt dafür, dass sich das Material nicht um die Schneidwelle wickelt und ohne Probleme zerkleinert werden kann. Beim anschließenden Zerkleinerungsvorgang werden die Filterschichten weniger geschnitten, sondern vielmehr auseinandergerissen, was unabhängig vom Material geschieht: Das Steckmuster der Messer muss nicht für unterschiedliche Filterschichttypen angepasst werden, sondern funktioniert für alle Arten gleichermaßen gut. Nachdem das Material auf eine Größe von circa 20 x 50 mm zerkleinert wurde, wird es per Förderschnecke mit einer Antriebsleistung von 1,1 kW in einen Sammelbehälter mit einem Fassungsvermögen von etwa 1000 Liter transportiert. Der gesamte Zerkleinerungs- und Sammelvorgang geschieht dabei auf engstem Raum. Durch die kompakte Bauweise wird nicht nur der Austausch der Behälter erleichtert, sondern die Maschine ist auf diese Weise auch sehr wartungsfreundlich und ermöglicht so beispielsweise eine einfache Reinigung des eingebauten Siebs.

Volumenreduktion um bis zu 97 Prozent

Platz spart FILTROX nun auch durch den Zerkleinerungsvorgang selbst. Denn das Volumen der Filterschichten kann durch die Inbetriebnahme der neuen Anlagen um circa 97 Prozent reduziert werden. Auf diese Weise muss der Sammelbehälter seltener entleert werden, wodurch wertvolle Arbeitszeit eingespart wird. Das zerkleinerte Material wird im Anschluss weiter aufbereitet.