P+F-Trendbericht: Siebtechnik

Die neueste Masche

04.10.2007 Was haben Waschpulver und Kakao gemeinsam? Bei beiden kommt es auf die Feinheit des Pulvers an – damit sich das Waschmittel gut auflöst und die Schokolade auf der Zunge zergeht. Vor allem wenn es um die Qualität geht, werden Kontrollsiebung und Fraktionierung in der industriellen Produktion immer wichtiger. Wir haben recherchiert, welche Neuheiten es bei den Sieben gibt und womit die Anwender noch nicht zufrieden sind.

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Löchrig wie ein Sieb – eine Redensart, die jeder kennt. Aber wer denkt dabei schon an industrielle Siebmaschinen und Risse im Siebgewebe? Siebbrüche können vor allem bei kontinuierlichen Prozessen hohe Kosten verursachen, wenn große Mengen an Siebgut weggeworfen, nochmals gesiebt oder Produkte sogar zurückgerufen werden müssen, von der möglichen Unzufriedenheit der Kunden ganz zu schweigen. Auch nachfolgende Produktionsschritte können durch nicht ausgesiebte Fremdstoffe oder eine falsche Korngrößenzusammensetzung gestört werden. Ein Großteil der Siebhersteller arbeitet deshalb an Lösungen, mit denen Siebbruch messtechnisch erfasst werden kann. Besonders interessant sind solche Lösungen für Siebvorgänge, bei denen das Sieb beispielsweise schwer zugänglich oder die manuelle Kontrolle sogar gefährlich ist, weil das Produkt heiß oder ätzend ist.

Die technische Lösung, das Siebgewebe automatisch zu überwachen, ist jedoch nicht ganz einfach. Konrad Blume, Handlungsbevollmächtigter bei Rhewum, erklärt dazu: „Eine ideale Lösung, um Siebbruch messtechnisch zu erfassen, gibt es noch nicht. Zwar kann man z.B. die Gewebespannung messen, kleine Löcher durch ein bis zwei gerissene Drähte können damit aber nicht erkannt werden. Gute Messungen bekommt man nur bei 100-prozentigem Siebbruch hin.“ Volker Spies, Leitung Vertrieb Sieb- und Aufbereitungstechnik bei Allgaier, stimmt dem zu: „Das Problem bei der Siebbruchüberwachung ist die Messgenauigkeit. Auf dem Markt gibt es kein zufriedenstellendes Messprinzip. Entweder ist die Genauigkeit oder Reproduzierbarkeit nicht ausreichend oder das Messprinzip ist in ein Gesamtsystem integriert zu teuer.“

Alarmanlage für Siebbruch

Sweco hat dagegen bereits eine praxistaugliche Lösung auf den Markt gebracht (siehe Fachartikel „Maschenwächter“, CT 7/07). SentryScan überwacht die Siebe mit Mikrowellen. Nur beschädigte Metallnetze lassen die Strahlen durch, der Strahlungsempfänger erkennt die Veränderung des Ausgangssignals und löst eine Meldung aus. Bislang funktioniert die Technik nur bei Maschenweiten zwischen 20 und 400?m. Es wird aber daran gearbeitet, den Einsatzbereich zu erweitern. Allerdings hat sich das System in der Praxis bislang nur in den USA richtig durchgesetzt, auf dem Europäischen Markt ist es dagegen relativ neu. Yvan Girboux, Sales Manager bei Sweco, begründet das mit dem noch mangelnden Bekanntheitsgrad, zumal die Zielgruppe relativ schmal sei: „Die Zielgruppe sind Produzenten, die große Mengen sieben, wie die Chemie-, Papier- oder Lebensmittelindustrie.“ „Für Batch-Verfahren, wie sie beispielsweise in der Pharmaindustrie üblich sind, lohnen sich solche Systeme nicht, die Produktchargen sind einfach zu klein“, ergänzt Gotthard Becker, Geschäftsführer von GKM Siebtechnik. Ähnlich sieht es auch Johannes Jüngling von Südchemie, wo chemische Grundstoffe und Katalysatoren produziert werden: „Wir setzen keine Siebbruchüberwachung ein, sondern schauen einfach nach, ob das Sieb noch in Ordnung ist. Notfalls wird eine Charge eben nochmal durchgesiebt. Die Produkte werden sowieso laufend überprüft.“

Feiner geht es nicht

Während man in Zukunft auf weitere Ideen für die Überwachung von Siebbruch gespannt sein darf, scheint sich bei der Maschenweite entgegen früherer Erwartungen nicht viel zu tun. Die untere Grenze für die Maschenweite liegt bei 15-20?m. „Tendenziell werden zwar feinere Siebe nachgefragt“, berichtet Michael Kammerer, der bei Telsonic für das Product Management verantwortlich ist, „der Trend der Nanosiebtechnik beruhigt sich aber gerade wieder.“

Bei Haver & Boecker Drahtweberei steht deshalb auch weniger der Drang im Mittelpunkt, noch feinere Maschenweiten als bislang zu produzieren, sondern die Verbesserung des Verschleißverhaltens einerseits sowie der Präzision andererseits. „Unsere Kunden müssen stetig höhere Qualitätsanforderungen erfüllen und sind daher auf optimale Trenngenauigkeiten angewiesen. Ideal wären Siebgewebe mit Null Prozent Standardabweichung zur nominellen Maschenweite, hören wir immer wieder. Das ist technisch zur Zeit nicht realisierbar, aber wir arbeiten an der stetigen Verbesserung der Prozesse und Materialien und kommen diesem Ziel sukzessive näher“, erklärt Frank General, Vertrieb Siebböden bei Haver & Boecker. „Im Einzelfall werden auch mehrere Siebgewebelagen übereinander, so genannte „Sandwichkonstruktionen“ eingesetzt, um feinere Trennschnitte zu erzielen.“ Mehrlagige Gewebe bietet auch Spörl an. Beim zweilagigen Topmesh sind ein feines und ein grobes Gewebe, das als Stützgewebe dient, fest miteinander verbunden. Das Unternehmen fertigt zudem Rechteckmaschengewebe mit 15?m dünnen Schussdrähten und einem Drahtabstand von ebenfalls 15?m. „Da diese feinen Gewebe jedoch verhältnismäßig teuer sind, ist die Nachfrage gering“, schränkt Richard Balzer, Prokurist bei Spörl, ein.
Auch wenn sich bei den Siebgeweben auf den ersten Eindruck wenig tut, neue Ideen gibt es durchaus: So unternimmt Spörl einen Vorstoß mit modifizierten Gewebeoberflächen auf dem Markt. Die zusätzlichen Eigenschaften dieser Gewebe sind ein Anti-Haft-Effekt, ein Verschleißschutz und eine Anti-Bakterielle Wirkung. „Diese Modifizierungen sind vor allem für die Nahrungs- und Lebensmittelindustrie sowie Verarbeiter abrasiver Stoffe interessant“, erklärt Richard Balzer. Wie die Modifizierung in Zukunft genau aussehen wird und die Gewebe behandelt werden sollen, steht noch offen. Das Unternehmen will zunächst das Feedback der Kunden abwarten und sich nach deren Bedürfnissen richten.
Längst am Markt etabliert hat sich dagegen die Ultraschalltechnik, die in den letzten zwei Jahren weiter verbessert wurde. „Mit Ultraschall kann der Durchsatz um das drei- bis 30-fache gesteigert werden. Wenn die Siebkapazität nicht mehr reicht, kann das den Anwendern den Kauf einer neuen Siebmaschine ersparen“, nennt Michael Kammerer einen Verdienst der Ultraschalltechnik.

Ultraschall ganz ungetuned

Neu ist das „No-Tune“-Ultraschallverfahren von Artech Systems, das auf dem Prinzip der erzwungenen Schwingung beruht (siehe Fachartikel „Schüttguttechnik ungetuned“, CT 7/07). Mit diesem Prinzip lässt sich die Schwingungsamplitude und damit auch die Erwärmung der anzuregenden Struktur kontrollieren. Das ist besonders bei Anwendungen im explosionsgeschützten Bereich wichtig oder wenn temperaturempfindliche Pulver gesiebt werden.

Der Ex-Schutz ist ohnehin ein Thema, das viele Hersteller nach wie vor beschäftigt. So hat Telsonic in den letzten beiden Jahren alle seine Siebe gemäß der Atex-Richtlinie ausgerichtet, jüngst auch die CSS-Technologie, bei der ein Ringresonator als Rahmen für die Siebbespannung dient. Als CSS 100 EX ist diese nun auch für die explosionsgeschützten Zonen 20/21 zugelassen. „Überhaupt spielt die Sicherheit von Mitarbeitern aber auch der Umweltschutz eine große Rolle“, berichtet Luc Serneels, General Manager bei Russell Finex. Das gelte insbesondere, wenn toxische, aggressive oder aktive Produkte gesiebt würden. „Ein Beispiel sind Antibiotika. Für die maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK) wird oft ein Wert von unter einem µg/m³ gefordert. Zusammen mit der Pharmaindustrie haben wir ein pneumatisches Verriegelungssystem entwickelt, das bis 0,2-0,5?g/m³ validierbar staubdicht ist.“ Für Allgaier gehört die Staub- und Gasdichtheit zur Grundanforderung seiner Siebmaschinen. „Wir verwenden keine Klemmvorrichtungen sondern Spannschraubensysteme, weil erstere nicht auf Dauer staubdicht sind“, beschreibt Volker Spies die Lösung seines Unternehmens.

Hygiene lässt zu wünschen übrig

Eher noch mehr als die Sicherheit der Siebe beschäftigt die Siebanwender im Produktionsalltag, wie praktisch der Umgang mit den Siebmaschinen ist. Was Umgang und Reinigung angeht, sind sich die Anwender nahezu einig. „Wir wünschen uns einen schnellen Chargenwechsel, außerdem sollten die Siebe natürlich leicht zu reinigen und die Siebeinsätze gut auszutauschen sein“, nennt Johannes Jüngling einige wichtige Punkte. Für Sabine Ehrlich, Leiterin Solidaherstellung bei Berlin-Chemie, ist es zudem wichtig, dass die Siebe aus möglichst wenig Einzelteilen bestehen und leicht auseinandergebaut werden können, um sie zu kontrollieren und zu reinigen. Obwohl praktisch alle Anwender Wert auf eine leichte Reinigbarkeit legen, scheinen die Siebmaschinen in der Praxis gerade für die Anforderungen der Lebensmittelindustrie noch Schwachstellen aufzuweisen. Hans Köglmeier, Betriebsingenieur für Hochdruckextraktionsanlagen bei Degussa, ist jedenfalls auf der Suche nach einem idealen Sieb für Lebensmittel noch nicht fündig geworden: „Das ideale Sieb sollte keine Ansatzstellen für mikrobielle Verunreinigungen bieten. Bei den bestehenden Maschinen gibt es jedoch immer Ecken und Kanten, an denen sich Verunreinigungen festsetzen können. Vor allem im Bereich der Dichtungen gibt es Spalten, in denen sich Produkt ablagern kann.“ Seine Mitarbeiter müssen deshalb die Siebe zeitraubend auseinanderbauen, nass reinigen und trocknen, um Anbackungen zu verhindern.

Siebmaschinen – riesengroß oder klein und flexibel

Problemlos zu reinigen sollten alle Siebe sein, unabhängig von der Größe, denn je größer das Sieb, desto umständlicher die Putzaktion. Und in vielen Branchen werden die Siebe immer größer, wie Manfred Bruckner, Kundenberater bei J. Engelsmann, beispielsweise in der Polypropylen- oder PVC-Herstellung beobachtet. Die größten Langhubsiebe seines Unternehmens bringen es auf eine Siebfläche von 20m². Dem Trend folgend hat auch GKM im vergangenen Jahr die bislang größte Ausführung ihrer Vibrations-Kontrollsiebmaschinen gebaut . Auf der anderen Seite sind aber auch mehr und mehr kleine und flexible Siebe gefragt.Sabine Ehrlich bevorzugt beispielsweise höhenverstellbare Siebe und Maschinen, bei denen sich die Siebgeschwindigkeit einstellen lässt.

Qualität steht über dem Preis

Kleinere Siebe sind auch deshalb gefragt, weil Kontrollsiebungen im Warenein- und -ausgang immer wichtiger werden. Das gilt vor allem auch in kleineren Unternehmen. Selbst in Bäckereien werden heute die Rohstoffe zur Kontrolle gesiebt. „Früher wurde einfach produziert, heute dürfen sich die Unternehmen jedoch keine Fehler mehr leisten, und so beginnt die Warenkontrolle bereits ganz am Anfang“, kommentiert Luc Serneels seinen Eindruck. Das bestätigt auch Hans Köglmeier von Degussa, wo neben der Kontrollsiebung auch Metalldetektoren und Magnetabscheider eingesetzt werden. Russell Finex hat für die Kontrollsiebung die Blow Thru Sieve Siebmaschine entwickelt, um während der pneumatischen Druckförderung bereits eine Kontrollsiebung durchführen zu können. Das Sieb wird zwischen LKW und Silo, Silo und LKW oder innerhalb von Prozessen eingesetzt.

Für Anwender wie Hans Köglmeier, die noch auf der Suche nach dem perfekten Sieb sind, spielen Preis und Service eine eher untergeordnete Rolle bei der Kaufentscheidung. „Es muss einfach passen“, stimmt ihm Johannes Jüngling zu. Generell steht die Zuverlässigkeit der Maschinen über dem Preis, stimmen Hersteller und Anwender überein. „Der Preis ist zwar schon wichtig, aber wenn Siebe kaputt gehen, verursacht das Kosten, zum Beispiel wenn ein Teil der Produktion weggeworfen werden muss. Am Ende zählt deshalb doch die Qualität“, argumentiert Michael Kammerer. Wichtig sind Langlebigkeit und ein geringer Wartungsaufwand. Die deutsche Siebtechnik ist deshalb auch im Ausland, beispielsweise in Asien, sehr gefragt, wie Manfred Bruckner erzählt. Viele Anwender und Hersteller, wie auch Telsonic und Allgaier, legen daneben Wert auf einen guten Service mit kurzen Wegen. „Wir verzeichnen eine zunehmende Bedeutung von Qualität und Service. Liefertreue und die Verfügbarkeit von Ersatzteilen sind da nur zwei Stichworte. Ohne ein weltweites Servicenetz hätten wir logistische Probleme“, führt Volker Spies an.

Fazit: Auch wenn das Verfahren des Siebens schon sehr alt ist, die Technik hält mit den wachsenden Ansprüchen an die Leistungsfähigkeit, Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit der Siebmaschinen Schritt. Beispiele dafür sind die automatische Siebbruchüberwachung oder modifizierte Siebgewebe. Bewegung gibt es auch bei der Größe von Sieben und zwar nach oben und unten: Einerseits sind immer größere Siebe gefragt, anderseits bewirkt die wachsende Bedeutung von Kontrollsiebungen, dass auch Kleinbetriebe passende Siebe benötigen.

„Die Siebe sollten aus möglichst wenig Einzelteilen bestehen und leicht auseinandergebaut werden können, um sie zu kontrollieren und zu reinigen“
Sabine Ehrlich, Leiterin Solidaherstellung, Berlin-Chemie
„Früher wurde einfach produziert, heute dürfen sich die Firmen keine Fehler mehr leisten und so beginnt die Warenkontrolle bereits ganz am Anfang“
Luc Serneels, General Manager, Russell Finex
„In vielen Branchen werden die Siebe immer größer, beispielsweise in der Polypropylen- oder PVC-Herstellung“
Manfred Bruckner, Kundenberater, J. Engelsmann
„Das Problem bei der Siebbruchüberwachung ist die Messgenauigkeit“
Volker Spies, Leitung Vertrieb Sieb- und Aufbereitungstechnik, Allgaier
„Ich habe noch keinen Hersteller von Siebmaschinen gefunden, der unsere Idealvorstellungen hinsichtlich Lebens-mittelhygiene erfüllt“
Hans Köglmeier, Betriebsingenieur für Hochdruckextraktionsanlagen, Degussa
„Modifizierte Siebgewebe sind vor allem für die Nahrungs- und Lebensmittelindustrie sowie Verarbeiter abrasiver Stoffeinteressant“
Richard Balzer, Prokurist, Spörl
„Ideal wären Siebgewebe mit Null Prozent Standardabweichung zur nominellen Maschenweite. Das ist technisch zur Zeit nicht realisierbar, aber wir arbeiten daran“
Frank General, Vertrieb Siebböden, Haver & Boecker Drahtweberei
„Tendenziell werden zwar feinere Siebe nachgefragt, der Trend der Nanosiebtechnik beruhigt sich aber gerade wieder“
Michael Kammerer, Product Management, Telsonic

Heftausgabe: Oktober 2007
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Simone Pabst,
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