Intelligente Baukastensysteme

08.05.2017 Kundenwünsche mit Einzellösungen zu erfüllen stand lange im Fokus vieler Anlagenbauer. Heute liegt der Fokus auf intelligenten und modularen Systemen, die einen kundespezifischen Anlagenbau ermöglichen und durch ihre Flexibilität und Lernfähigkeit eine Anzahl beliebiger Komponenten zu einer betriebssicheren Anlage kombinieren – ohne den Kundennutzen zu reduzieren.

Was bei einem Serienprodukt wie einem Automobil einfach ist, wird bei komplexen kundenspezifischen Anlagen – mit Stückzahl eins – schwierig und aufwendig: ein modularer Aufbau. In den letzten Jahren ist in vielen Bereichen des Anlagenbaus eine steigende Produktkomplexität und Variantenvielfalt zu beobachten. Und auch der Wandel der Märkte vom Verkäufermarkt zum Käufermarkt führt im Anlagenbau zu differenzierten Kundenansprüchen und immer spezifischeren Produkten und Lösungen. Vor diesem Hintergrund, beginnen viele Unternehmen der Branche Ihre einzelnen Produkte oder Komponenten in modularisierte Baukästen zu strukturieren. Die Möglichkeiten durch diese Modularisierungsstrategien Kosten und Aufwand zu reduzieren und die Wettbewerbsfähigkeit auszubauen sind bermerkenswert. Günstigere Herstellkosten, kürzere Lieferzeiten oder die steigende Flexibilität sind nur einige der Vorteile.

Im Laufe der Jahre hat die Firma Derichs ein modulares Baukastensystem entwickelt, das konsequent objektorientiert und modular aufgebaut ist und die Anforderungen an ein intelligentes und zukunftsorientiertes Baukastensystem erfüllt.

Definierte Struktur

Bereits beim Entwurf des Fließbildes werden alle Teile der Anlage eindeutig bezeichnet und in eine definierte Struktur eingebaut. Somit ist von Anfang an klar, was wo zu finden ist. Für eine komplette Anlage ergibt sich aus dieser definierten Struktur ein Aufbau, der in Teilanlagen, Baugruppen und Komponenten unterteilt ist:

  • Teilanlagen ermöglichen es, komplexere Abläufe zu realisieren. Mehrere Baugruppen werden zu einem System kombiniert, das z. B. gestartet oder gestoppt werden kann und mit anderen Teilanlagen kommuniziert.
  • Baugruppen bestehen aus einer oder mehreren Komponenten und einer definierten lokalen Funktionalität. Bewährte Kombinationen können so wiederholt werden oder mit geringfügigen Anpassungen optimal auf die Bedürfnisse adaptiert werden.
  • Komponenten bilden die kleinste unveränderbare Einheit. Die Haupteigenschaften einer Komponente sind festgeschrieben. Dadurch kann eine Dokumentation oder Bedienungsanleitung vorbereitet bereitliegen. Soll eine Variante erstellt werden, die sich in maßgeblichen Bereichen unterscheidet (Stückliste, Funktionsablauf), so ist eine neue Komponente anzulegen. Derzeit sind ca. 500 Komponenten definiert, die als Varianten von ca. 20 Basiskomponenten entstanden sind.

Vorteile

Zum Tragen kommen die Vorteile eines solchen Systems bei der weiteren Bearbeitung. Teilanlagen, Baugruppen und Komponenten finden sich in allen Systemen wieder: im Fließbild als Symbol, im Stromlaufplan, im ERP-System als Stückliste, in der Anlagensteuerung als Programm- und Datenbaustein, in der Anlagenvisualisierung als Grafik, in der Anlagensimulation als Simulationsmakro, im Störmeldesystem und in der Dokumentation als (Teil-)Bedienungsanleitung. Erfahrungen und Verbesserungen werden in einem lernenden System auf die Objekte übertragen und sorgen so für einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess.

Mit Hilfe von Makros und Generatoren können im Handumdrehen Gerätelisten, E/A-Listen, Stromlaufpläne, ein Simulationsprogramm, ein strukturiertes Step7 Programm, Variablenlisten für WinCC sowie Stör- und Betriebsmeldungen erzeugt und fehlerfrei Verschaltet werden.

Die Anlagenteile besitzen in der Steuerung eine gewisse eigene Funktionalität und kommunizieren mit anderen Modulen über genormte Schnittstellen. Diese Schnittstellen zwischen den verschiedenen Programmen und Tools sind definiert und werden automatisiert bedient.

Der Programmierer kann sich ganz auf den eigentlichen Ablauf der Anlage konzentrieren. Der Betrieb, Umbau oder Erweiterung sind einfach möglich und können nahtlos in den Bestand eingefügt werden. Es entsteht eine variable zukunftsfähige Produktionsanlage.

Einfache Dokumentation

Aufgrund der durchgängigen Struktur in allen Dokumenten ist ein sehr schnelles, intuitives Auffinden aller gewünschten Informationen möglich. Zur Inbetriebnahme und Dokumentation hat sich eine strukturierte Darstellung der Gesamtanlage in Tabellenform sowie eine Komponentenliste mit Verwendungsnachweis bewährt. Die meisten Dokumente können in Form von intelligenten PDFs bereitgestellt werden, was eine schlanke und schnelle Dokumentation ermöglicht.

Herausforderungen der Baukastengestaltung

Neben einer konzeptionellen Planung und Umsetzung der Modularisierung ist die Schaffung von Akzeptanz und Verständnis für das Baukastensystem von großer Bedeutung. Eine einführende und umfassende Analyse bezüglich der Realisierung, Aufwand und Nutzen des geplanten Modularisierungsprozesses bildet die Grundlage für eine erfolgreiche Implementierung. Zusätzlich bedeutet eine Implementierung eines Baukastensystems auch strukturelle Veränderungen im Unternehmen. So muss sich beispielsweise der Vertrieb mit dem neuen System und den Konfigurationen vertraut machen und sich mit diesem System identifizieren.

Das letztendliche Ziel eines intelligenten Baukastensystems ist, dass ein Kundenauftrag von der Planung bis zur Realisierung und effizient durch das Unternehmen gesteuert werden kann.

Autor: Hanno Derichs, Martin Röger, beide Derichs
Erschienen in: P&A 05/2017, publish-industry Verlag

Einsatz von Big-bags erhöht die Wirtschaftlichkeit

12.06.2008 Hoher Kostendruck und wirtschaftliche Gesichtspunkte zwingen die Hersteller in der Nahrungsmittelbranche, ihre Produktion immer weiter zu optimieren. Hierbei bilden unter anderem die Lohnkosten für das Handling von Säcken ein wesentliches Potenzial zur Einsparung. Die meist noch manuelle Entleerung der Säcke erfordert einen sehr großen Arbeitsaufwand, die Umstellung von Sackware auf Big-bags bringt deutliche Kostenvorteile.

Entscheider-Facts

Die meist noch manuelle Entleerung von Säcken erfordert einen sehr großen Arbeitsaufwand, im Gegensatz hierzu erfolgt das Entleeren von Big-bags automatisch. Ein Andocksystem, das den Big-bag-Auslauf an die Entleerstation anschließt, sorgt für ein geschlossenes, staubdichtes System.
Ab einem Produktverbrauch von 500 bis 1000kg Rohkomponenten pro Tag wird der Einsatz von Big-bags wirtschaftlich. Dieser Verbrauch bezieht sich auf die Abnahmemenge je Big-bag-Entleerstation.
Sowohl für das Befüllen als auch für das Entleeren der Big-Bags stehen Stationen zur Verfügung, die ein staubfreies, ergonomisches und wirtschaftliches Arbeiten ermöglichen.
Die Big-bag-Befüllstation DEA ist mit einer eichfähigen Waage ausgerüstet und lässt sich sowohl für stehendes als auch hängendes Befüllen der Big-bags einsetzen.
Die Big-bag-Entleerstation DEM kann mit einer Straffeinrichtung für den Big-bag-Auslauf, einer Kran-Portalkonstruktion zum Heben der Big-bags und einer geeigneten Austraghilfe ausgerüstet werden.

Nahezu alle Schüttgüter lassen sich in Big-bags – auch FIBC genannt – lagern, transportieren und wieder austragen. Ob antistatische Big-bags für explosionsgefährdete Produkte oder formstabilisierte Big-bags für sehr leichte bzw. fluidisierte Produkte – in fast allen Variationen stehen geeignete Big-bags für ein Volumen von 500 bis 2000l zur Verfügung.

Sack kontra Big-bags

Das Entleeren von Säcken ist meistens eine schweißtreibende Arbeit, bei der in möglichst kurzer Zeit große Mengen mit einem Gewicht von 20 bis 25kg entleert werden müssen. Dabei ist das Heben der Säcke eine nicht unbedingt ergonomische Arbeit und hat oft einen erhöhten Krankheitsstand unter den Mitarbeitern zur Folge. Im Gegensatz dazu erfolgt das Entleeren der Big-bags automatisch – sobald der Big-bag einmal an die Entleerstation angeschlossen ist. Lediglich zum Wechseln der Big-bags fällt ein leichter Arbeitsaufwand von etwa 3 bis 5min an, bei dem allerdings keine schweren Lasten gehoben werden müssen. So spart man bei der Umstellung von Säcken auf Big-bags nicht nur durch den geringeren Arbeitsaufwand, sondern indirekt auch durch den geringeren, krankheitsbedingten Ausfall der Mitarbeiter.

Ein weiterer Vorteil beim Gebrauch von Big-bags ist die reduzierte Staubbelastung am Arbeitsplatz. Beim Entleeren von Säcken und dem anschließenden Verdichten und Entsorgen kommt es bei einer Vielzahl von Systemen – trotz angeschlossener Aspirationssysteme – immer noch zur erheblichen Staubbildung. Diese Verschmutzung verursacht wiederum einen erhöhten Reinigungsaufwand und kann darüber hinaus gesundheitsschädigend sein. Beim Einsatz einer Big-bag-Entleerstation erfolgt das Entleeren nahezu staubfrei. Das Andocksystem, das den Big-bag-Auslauf an die Entleerstation anschließt, sorgt für ein geschlossenes, staubdichtes System.

Wirtschaftlichkeit von Big-bags

Den Vorteilen beim Einsatz von Big-bags stehen die höheren Investitionskosten für Big-bag-Entleerstationen gegenüber. Der anlagentechnische Aufwand für eine Big-bag-Entleerstation ist wesentlich größer als bei einer manuellen Entleerstation für Säcke. Die Hebevorrichtung für Big-bags, die Austraghilfe sowie das Andock- und Straffsystem sind zusätzliche Baugruppen, die beim manuellen Entleeren von Säcken nicht benötigt werden.

Als Faustregel gilt, dass ab einem Produktverbrauch von 500 bis 1000kg Rohkomponenten pro Tag der Einsatz von Big-bags wirtschaftlich wird. Dieser Verbrauch bezieht sich auf die Abnahmemenge je Big-bag-Entleerstation.

Je nach Produktionsweise werden eine oder mehrere Big-bag-Entleerstationen als Ersatz für eine manuelle Sackeinschüttung benötigt. Lässt die mögliche Kreuzkontamination zwischen den einzelnen Produkten es zu und werden immer ganze Big-bags entleert, ist nur eine Station erforderlich. Werden jedoch immer nur Teilmengen aus dem Big-bag entnommen und müssen mehrere, unterschiedliche Produkte zugeführt werden, dann ist je Produkt eine Entleerstation erforderlich. Es ist nicht praktikabel, teilweise gefüllte Big-bags mehrmals täglich von der Entleerstation zu entnehmen und wieder einzulagern. Es stehen zwar die unterschiedlichsten Systeme zum Verschließen von nicht vollständig entleerten Big-bags zur Verfügung, doch können diese den Big-bag nur verschließen, wenn gleichzeitig Produkt entnommen wird. Das Dosieren einer bestimmten Produktmenge, ohne dass Restprodukt in der Entleerstation zurückbleibt, ist daher nicht möglich.

Modulares System zum Befüllen und Entleeren von Big-bags

Die Big-bag-Entleerstation DEM und die Big-bag-Befüllstation DEA sind modular aufgebaut und können deshalb für nahezu alle Produkt- und Kundenanforderungen gleich einem Baukastensystem zusammengestellt werden. Bei Entwicklung der Systeme wurde besonders auf die sanitäre Ausführung, die staubfreie Funktion und die ergonomische Bedienung geachtet.

Die Big-bag-Befüllstation DEA ist mit einer eichfähigen Waage ausgerüstet und kann sowohl für stehendes als auch hängendes Befüllen der Big-bags genutzt werden. Optional kann die Station mit einer Vibrationsvorrichtung für fluidisierte Produkte oder einem Rollenbahnsystem für den Abtransport der gefüllten Big-bags ausgerüstet werden. Die Steuerung der Befüllstation erfolgt mit Hilfe einer speicherprogrammierbaren Steuerung vom Typ S7 mit Siwarex-Wägeelektronik, so dass eine Kompatibilität mit fast jeder Werksnorm sichergestellt werden kann.

Die Big-bag-Entleerstation DEM mit staubdichtem Andocksystem für den Big-bag-Auslauf kann mit einer Straffeinrichtung für den Big-bag-Auslauf, einer Kran-Portalkonstruktion zum Heben der Big-bags und einer geeigneten Austraghilfe ausgerüstet werden. Hierbei steht ein Vibrationstisch oder ein Walkboden zur Auswahl.

Die Umstellung von Sackware auf Big-bags bringt deutliche Kostenvorteile und erhöht damit die Wirtschaftlichkeit

Autor: Dipl.-Ing. Marc Derix
Der Autor ist Mitarbeiter der Derichs GmbH
Erschienen in: Dt. Milchwirtschaft 07/2008, Verlag Th. Mann

Warum sich die Umstellung auf Big-Bags lohnt

Hoher Kostendruck und wirtschaftliche Gesichtspunkte zwingen die Hersteller in der Nahrungsmittelbranche, ihre Produktion immer weiter zu optimieren. Einsparpotenzial bieten u.a. die Lohnkosten für das Handling von Säcken. Die meist noch manuelle Entleerung der Säcke erfordert einen sehr großen Arbeitsaufwand. Eine Umstellung auf Big-Bags minimiert diesen Aufwand, bringt aber noch weitere Vorteile.

Nahezu alle Schüttgüter lassen sich in Big-Bags (auch FIBC genannt) lagern, transportieren und wieder austragen. Ob antistatische Big-Bags für explosionsgefährdete Produkte oder formstabilisierte für sehr leichte und/oder fluidisierte Produkte – in fast allen Variationen sind geeignete Big-Bags für ein Produktvolumen von 500 bis 2000 Litern erhältlich.

Das Entleeren von Säcken ist meistens eine schweißtreibende Arbeit, bei der in möglichst kurzer Zeit große Mengen, mit einem Gewicht von 20 bis 25 Kilogramm, entleert werden müssen. Dabei hat das Heben der Säcke – eine nicht unbedingt ergonomische Arbeit – oft einen erhöhten Krankheitsstand unter den Mitarbeitern zur Folge. Im Gegensatz dazu, erfolgt das Entleeren der Big-Bags automatisch – sofern dieser einmal an die Entleerstation angeschlossen ist. Lediglich zum Wechseln fällt ein leichter Arbeitsaufwand von etwa drei bis fünf Minuten an, bei dem allerdings keine schweren Lasten gehoben werden müssen. So spart man bei der Umstellung von Säcken auf Big-Bags nicht nur durch den geringeren Arbeitsaufwand, sondern indirekt auch durch den geringeren, krankheitsbedingten Ausfall der Mitarbeiter.

Ein weiterer Vorteil beim Gebrauch von Big-Bags ist die reduzierte Staubbelastung am Arbeitsplatz. Beim Entleeren von Säcken und dem nachfolgenden Verdichten und Entsorgen kommt es bei einer Vielzahl von Systemen – trotz angeschlossener Aspirationssysteme – immer noch zu erheblicher Staubbildung. Diese Verschmutzung verursacht wiederum einen erhöhten Reinigungsaufwand und kann außerdem gesundheitsschädigend sein. Beim Einsatz einer Big-Bag-Entleerstation erfolgt die Entleerung nahezu staubfrei. Das Andocksystem, welches den Auslauf an die Entleerstation anschließt, sorgt für ein geschlossenes, staubdichtes System.

Wirtschaftlichkeit von Big-Bags

Den Vorteilen beim Einsatz von Big-Bags stehen die höheren Investitionskosten für Entleerstationen gegenüber, da der anlagentechnische Aufwand wesentlich größer ist als bei einer manuellen Entleerstation für Säcke. Hebevorrichtung, Austraghilfe sowie das Andock- und Straffsystem sind zusätzliche Baugruppen, die beim manuellen Entleeren von Säcken nicht benötigt werden.

Als Faustregel gilt, dass ab einem Produktverbrauch von 500 bis 1000 Kilogramm Rohkomponenten pro Tag der Einsatz von Big-Bags wirtschaftlich wird. Dieser Verbrauch bezieht sich auf die Abnahmemenge je Entleerstation.

Je nach Produktionsweise werden eine oder mehrere Entleerstationen als Ersatz für eine manuelle Sackeinschüttung benötigt. Lässt die mögliche Kreuzkontamination zwischen den einzelnen Produkten es zu und werden immer ganze Big-Bags entleert, ist nur eine Station erforderlich. Werden jedoch immer nur Teilmengen entnommen und müssen mehrere, unterschiedliche Produkte zugeführt werden, dann ist je Produkt eine Entleerstation erforderlich. Es ist nicht praktikabel, teilweise gefüllte Big-Bags mehrmals täglich von der Entleerstation zu entnehmen und wieder einzulagern. Es existieren zwar die unterschiedlichsten Systeme zum Verschließen von nicht vollständig entleerten Big-Bags, diese können jedoch nur verschließen, wenn gleichzeitig Produkt entnommen wird. Das Dosieren einer bestimmten Produktmenge, ohne dass Restprodukt in der Entleerstation zurückbleibt, ist daher nicht möglich.

Für die stehende oder hängende Befüllung

Bereits seit Einführung der Big-Bags vor mehr als 20 Jahren, entwickelt und fertigt Derichs entsprechende Befüll- und Entleersysteme. Durch ständige Weiterentwicklung und Optimierung dieser Systeme zählt das Unternehmen in diesem Bereich mittlerweile zu den Marktführern.

Das Ergebnis dieser Entwicklungsprozesse sind die Big-Bag-Entleerstation DEM und die Big-Bag-Befüllstation DEA. Beide Systeme sind modular aufgebaut und können deshalb für nahezu alle Produkt- und Kundenanforderungen gleich einem Baukastensystem zusammengestellt werden. Bei Entwicklung der Systeme wurde besonders auf die sanitäre Ausführung, die staubfreie Funktion und die ergonomische Bedienung geachtet.

Die Befüllstation ist mit einer eichfähigen Waage ausgerüstet und kann sowohl für die stehende als auch hängende Befüllung genutzt werden. Optional kann die Station mit einer Vibrationsvorrichtung für fluidisierte Produkte oder einem Rollenbahnsystem für den Abtransport der gefüllten Big-Bags ausgerüstet werden. Die Steuerung der Befüllstation erfolgt mittels Siemens SPS Typ S7 mit Siwarex-Wägeelektronik, wodurch eine Kompatibilität mit fast jeder Werksnorm sichergestellt werden kann.

Vibrationstisch oder Walkboden

Die Entleerstation, mit absolut staubdichtem Andocksystem für den Big-Bag-Auslauf, kann mit einer Straffeinrichtung für den Auslauf, einer Kran-Portalkonstruktion zum Heben der Big-Bags und einer geeigneten Austraghilfe ausgerüstet werden. Hierbei steht wahlweise ein Vibrationstisch oder ein Walkboden zur Auswahl.

Die Kernkompetenz von Derichs, einem mittelständischen Unternehmen aus dem Dreiländereck Deutschland/Niederlande/Belgien, liegt im Bereich der Schüttgut-Handling-Systeme. Gemäß den Vorgaben der Kunden plant, entwickelt und baut das Unternehmen Anlagen zum Fördern, Dosieren, Mischen, Abfüllen und Entleeren von Schüttgütern. Beinahe alle Bereiche der Anlagenrealisierung werden durch eigenes Fachpersonal abgedeckt. Das Leistungsspektrum reicht von der Grundlagenermittlung über die Fertigung, Montage und Inbetriebnahme der Maschinen und Komplettanlagen bis hin zur Programmierung der Anlagensteuerung.

Autor: Dipl.-Ing. Marc Derix
Der Autor ist Mitarbeiter der Derichs GmbH.

Warum sich die Umstellung auf Big-Bags lohnt

Hoher Kostendruck und wirtschaftliche Gesichtspunkte zwingen die Hersteller in der Nahrungsmittelbranche, ihre Produktion immer weiter zu optimieren. Einsparpotenzial bieten u.a. die Lohnkosten für das Handling von Säcken. Die meist noch manuelle Entleerung der Säcke erfordert einen sehr großen Arbeitsaufwand. Eine Umstellung auf Big-Bags minimiert diesen Aufwand, bringt aber noch weitere Vorteile.

Nahezu alle Schüttgüter lassen sich mit dem Einsatz von Big-Bags (auch FIBC genannt) lagern, transportieren und wieder austragen. Ob antistatische Big-Bags für explosionsgefährdete Produkte oder formstabilisierte für sehr leichte und/oder fluidisierte Produkte – in fast allen Variationen sind geeignete Big-Bags für ein Produktvolumen von 500 bis 2000 Litern erhältlich.

Das Entleeren von Säcken ist meistens eine schweißtreibende Arbeit, bei der in möglichst kurzer Zeit große Mengen, mit einem Gewicht von 20 bis 25 Kilogramm, entleert werden müssen. Dabei hat das Heben der Säcke – eine nicht unbedingt ergonomische Arbeit – oft einen erhöhten Krankheitsstand unter den Mitarbeitern zur Folge. Im Gegensatz dazu, erfolgt das Entleeren der Big-Bags automatisch – sofern dieser einmal an die Entleerstation angeschlossen ist. Lediglich zum Wechseln fällt ein leichter Arbeitsaufwand von etwa drei bis fünf Minuten an, bei dem allerdings keine schweren Lasten gehoben werden müssen. So spart man bei der Umstellung von Säcken auf Big-Bags nicht nur durch den geringeren Arbeitsaufwand, sondern indirekt auch durch den geringeren, krankheitsbedingten Ausfall der Mitarbeiter.

Ein weiterer Vorteil beim Einsatz von Big-Bags ist die reduzierte Staubbelastung am Arbeitsplatz. Beim Entleeren von Säcken und dem nachfolgenden Verdichten und Entsorgen kommt es bei einer Vielzahl von Systemen – trotz angeschlossener Aspirationssysteme – immer noch zu erheblicher Staubbildung. Diese Verschmutzung verursacht wiederum einen erhöhten Reinigungsaufwand und kann außerdem gesundheitsschädigend sein. Beim Einsatz einer Big-Bag-Entleerstation erfolgt die Entleerung nahezu staubfrei. Das Andocksystem, welches den Auslauf an die Entleerstation anschließt, sorgt für ein geschlossenes, staubdichtes System.

Wirtschaftlichkeit von Big-Bags

Den Vorteilen beim Einsatz von Big-Bags stehen die höheren Investitionskosten für Entleerstationen gegenüber, da der anlagentechnische Aufwand wesentlich größer ist als bei einer manuellen Entleerstation für Säcke. Hebevorrichtung, Austraghilfe sowie das Andock- und Straffsystem sind zusätzliche Baugruppen, die beim manuellen Entleeren von Säcken nicht benötigt werden.

Als Faustregel gilt, dass ab einem Produktverbrauch von 500 bis 1000 Kilogramm Rohkomponenten pro Tag der Einsatz von Big-Bags wirtschaftlich wird. Dieser Verbrauch bezieht sich auf die Abnahmemenge je Entleerstation.

Je nach Produktionsweise werden eine oder mehrere Entleerstationen als Ersatz für eine manuelle Sackeinschüttung benötigt. Lässt die mögliche Kreuzkontamination zwischen den einzelnen Produkten es zu und werden immer ganze Big-Bags entleert, ist nur eine Station erforderlich. Werden jedoch immer nur Teilmengen entnommen und müssen mehrere, unterschiedliche Produkte zugeführt werden, dann ist je Produkt eine Entleerstation erforderlich. Es ist nicht praktikabel, teilweise gefüllte Big-Bags mehrmals täglich von der Entleerstation zu entnehmen und wieder einzulagern. Es existieren zwar die unterschiedlichsten Systeme zum Verschließen von nicht vollständig entleerten Big-Bags, diese können jedoch nur verschließen, wenn gleichzeitig Produkt entnommen wird. Das Dosieren einer bestimmten Produktmenge, ohne dass Restprodukt in der Entleerstation zurückbleibt, ist daher nicht möglich.

Für die stehende oder hängende Befüllung

Bereits seit Einführung der Big-Bags vor mehr als 20 Jahren, entwickelt und fertigt Derichs entsprechende Befüll- und Entleersysteme. Durch ständige Weiterentwicklung und Optimierung dieser Systeme zählt das Unternehmen in diesem Bereich mittlerweile zu den Marktführern.

Das Ergebnis dieser Entwicklungsprozesse sind die Big-Bag-Entleerstation DEM und die Big-Bag-Befüllstation DEA. Beide Systeme sind modular aufgebaut und können deshalb für nahezu alle Produkt- und Kundenanforderungen gleich einem Baukastensystem zusammengestellt werden. Bei Entwicklung der Systeme wurde besonders auf die sanitäre Ausführung, die staubfreie Funktion und die ergonomische Bedienung geachtet.

Die Befüllstation ist mit einer eichfähigen Waage ausgerüstet und kann sowohl für die stehende als auch hängende Befüllung genutzt werden. Optional kann die Station mit einer Vibrationsvorrichtung für fluidisierte Produkte oder einem Rollenbahnsystem für den Abtransport der gefüllten Big-Bags ausgerüstet werden. Die Steuerung der Befüllstation erfolgt mittels Siemens SPS Typ S7 mit Siwarex-Wägeelektronik, wodurch eine Kompatibilität mit fast jeder Werksnorm sichergestellt werden kann.

Vibrationstisch oder Walkboden

Die Entleerstation, mit absolut staubdichtem Andocksystem für den Big-Bag-Auslauf, kann mit einer Straffeinrichtung für den Auslauf, einer Kran-Portalkonstruktion zum Heben der Big-Bags und einer geeigneten Austraghilfe ausgerüstet werden. Hierbei steht wahlweise ein Vibrationstisch oder ein Walkboden zur Auswahl.

Die Kernkompetenz von Derichs, einem mittelständischen Unternehmen aus dem Dreiländereck Deutschland/Niederlande/Belgien, liegt im Bereich der Schüttgut-Handling-Systeme. Gemäß den Vorgaben der Kunden plant, entwickelt und baut das Unternehmen Anlagen zum Fördern, Dosieren, Mischen, Abfüllen und Entleeren von Schüttgütern. Beinahe alle Bereiche der Anlagenrealisierung werden durch eigenes Fachpersonal abgedeckt. Das Leistungsspektrum reicht von der Grundlagenermittlung über die Fertigung, Montage und Inbetriebnahme der Maschinen und Komplettanlagen bis hin zur Programmierung der Anlagensteuerung.

Autor: Dipl.-Ing. Marc Derix
Der Autor ist Mitarbeiter der Derichs GmbH.
Erschienen in: Chemie Technik 4/2008, Hüthig Verlag

Warum sich die Umstellung auf Big-Bags lohnt

Hoher Kostendruck und wirtschaftliche Gesichtspunkte zwingen die Hersteller in der Nahrungsmittelbranche, ihre Produktion immer weiter zu optimieren. Einsparpotenzial bieten u.a. die Lohnkosten für das Handling von Säcken. Die meist noch manuelle Entleerung der Säcke erfordert einen sehr großen Arbeitsaufwand. Eine Umstellung auf Big-Bags minimiert diesen Aufwand, bringt aber noch weitere Vorteile.

Nahezu alle Schüttgüter lassen sich in Big-Bags (auch FIBC genannt) lagern, transportieren und wieder austragen. Ob antistatische Big-Bags für explosionsgefährdete Produkte oder formstabilisierte für sehr leichte und/oder fluidisierte Produkte – in fast allen Variationen sind geeignete Big-Bags für ein Produktvolumen von 500 bis 2000 Litern erhältlich.

Das Entleeren von Säcken ist meistens eine schweißtreibende Arbeit, bei der in möglichst kurzer Zeit große Mengen, mit einem Gewicht von 20 bis 25 Kilogramm, entleert werden müssen. Dabei hat das Heben der Säcke – eine nicht unbedingt ergonomische Arbeit – oft einen erhöhten Krankheitsstand unter den Mitarbeitern zur Folge. Im Gegensatz dazu, erfolgt das Entleeren der Big-Bags automatisch – sofern dieser einmal an die Entleerstation angeschlossen ist. Lediglich zum Wechseln fällt ein leichter Arbeitsaufwand von etwa drei bis fünf Minuten an, bei dem allerdings keine schweren Lasten gehoben werden müssen. So spart man bei der Umstellung von Säcken auf Big-Bags nicht nur durch den geringeren Arbeitsaufwand, sondern indirekt auch durch den geringeren, krankheitsbedingten Ausfall der Mitarbeiter.

Ein weiterer Vorteil beim Gebrauch von Big-Bags ist die reduzierte Staubbelastung am Arbeitsplatz. Beim Entleeren von Säcken und dem nachfolgenden Verdichten und Entsorgen kommt es bei einer Vielzahl von Systemen – trotz angeschlossener Aspirationssysteme – immer noch zu erheblicher Staubbildung. Diese Verschmutzung verursacht wiederum einen erhöhten Reinigungsaufwand und kann außerdem gesundheitsschädigend sein. Beim Einsatz einer Big-Bag-Entleerstation erfolgt die Entleerung nahezu staubfrei. Das Andocksystem, welches den Auslauf an die Entleerstation anschließt, sorgt für ein geschlossenes, staubdichtes System.

Wirtschaftlichkeit von Big-Bags

Den Vorteilen beim Einsatz von Big-Bags stehen die höheren Investitionskosten für Entleerstationen gegenüber, da der anlagentechnische Aufwand wesentlich größer ist als bei einer manuellen Entleerstation für Säcke. Hebevorrichtung, Austraghilfe sowie das Andock- und Straffsystem sind zusätzliche Baugruppen, die beim manuellen Entleeren von Säcken nicht benötigt werden.

Als Faustregel gilt, dass ab einem Produktverbrauch von 500 bis 1000 Kilogramm Rohkomponenten pro Tag der Einsatz von Big-Bags wirtschaftlich wird. Dieser Verbrauch bezieht sich auf die Abnahmemenge je Entleerstation.

Je nach Produktionsweise werden eine oder mehrere Entleerstationen als Ersatz für eine manuelle Sackeinschüttung benötigt. Lässt die mögliche Kreuzkontamination zwischen den einzelnen Produkten es zu und werden immer ganze Big-Bags entleert, ist nur eine Station erforderlich. Werden jedoch immer nur Teilmengen entnommen und müssen mehrere, unterschiedliche Produkte zugeführt werden, dann ist je Produkt eine Entleerstation erforderlich. Es ist nicht praktikabel, teilweise gefüllte Big-Bags mehrmals täglich von der Entleerstation zu entnehmen und wieder einzulagern. Es existieren zwar die unterschiedlichsten Systeme zum Verschließen von nicht vollständig entleerten Big-Bags, diese können jedoch nur verschließen, wenn gleichzeitig Produkt entnommen wird. Das Dosieren einer bestimmten Produktmenge, ohne dass Restprodukt in der Entleerstation zurückbleibt, ist daher nicht möglich.

Für die stehende oder hängende Befüllung

Bereits seit Einführung der Big-Bags vor mehr als 20 Jahren, entwickelt und fertigt Derichs entsprechende Befüll- und Entleersysteme. Durch ständige Weiterentwicklung und Optimierung dieser Systeme zählt das Unternehmen in diesem Bereich mittlerweile zu den Marktführern.

Das Ergebnis dieser Entwicklungsprozesse sind die Big-Bag-Entleerstation DEM und die Big-Bag-Befüllstation DEA. Beide Systeme sind modular aufgebaut und können deshalb für nahezu alle Produkt- und Kundenanforderungen gleich einem Baukastensystem zusammengestellt werden. Bei Entwicklung der Systeme wurde besonders auf die sanitäre Ausführung, die staubfreie Funktion und die ergonomische Bedienung geachtet.

Die Befüllstation ist mit einer eichfähigen Waage ausgerüstet und kann sowohl für die stehende als auch hängende Befüllung genutzt werden. Optional kann die Station mit einer Vibrationsvorrichtung für fluidisierte Produkte oder einem Rollenbahnsystem für den Abtransport der gefüllten Big-Bags ausgerüstet werden. Die Steuerung der Befüllstation erfolgt mittels Siemens SPS Typ S7 mit Siwarex-Wägeelektronik, wodurch eine Kompatibilität mit fast jeder Werksnorm sichergestellt werden kann.

Vibrationstisch oder Walkboden

Die Entleerstation, mit absolut staubdichtem Andocksystem für den Big-Bag-Auslauf, kann mit einer Straffeinrichtung für den Auslauf, einer Kran-Portalkonstruktion zum Heben der Big-Bags und einer geeigneten Austraghilfe ausgerüstet werden. Hierbei steht wahlweise ein Vibrationstisch oder ein Walkboden zur Auswahl.

Die Kernkompetenz von Derichs, einem mittelständischen Unternehmen aus dem Dreiländereck Deutschland/Niederlande/Belgien, liegt im Bereich der Schüttgut-Handling-Systeme. Gemäß den Vorgaben der Kunden plant, entwickelt und baut das Unternehmen Anlagen zum Fördern, Dosieren, Mischen, Abfüllen und Entleeren von Schüttgütern. Beinahe alle Bereiche der Anlagenrealisierung werden durch eigenes Fachpersonal abgedeckt. Das Leistungsspektrum reicht von der Grundlagenermittlung über die Fertigung, Montage und Inbetriebnahme der Maschinen und Komplettanlagen bis hin zur Programmierung der Anlagensteuerung.

Autor: Dipl.-Ing. Marc Derix
Der Autor ist Mitarbeiter der Derichs GmbH.
Erschienen in: SILO WORLD 01/2008, bulkmedia

Derzeit befinden sich die  unterschiedlichsten Big-Bag Ent­leersysteme (auch FIBC genannt) auf dem Markt. Ob antistatische Big-­Bags für explosionsgefährdete Produkte oder formstabilisierte Big-Bags für sehr leichte und/oder fluidisierte Produkte - in fast allen Variationen sind geeignete Big-Bags für ein Produkt­volumen von 500 bis 2000 Liter erhältlich. Da sich viele Schüttgüter bei minimalem Arbeitsauf - wand in Big-Bags/FIBC lagern, transportieren und wieder austragen lassen, wird der Markt­anteil der Big-Bags in den nächsten Jahren weiter­
hin steigen.

Modular aufgebautes System

Im Marktsegment der Big-Bag Entleersysteme bietet Derichs das modu­lare System mit der Ty­penbezeichnung DEM, dass sich den unter­schiedlichsten Kundenanforderungen anpassen kann. Die Big-Bag-Entleerstation ist in der Grundausstattung mit ei­nem Auflagetisch aus­gerüstet. der gleichzeitig als Austragehilfe und als Schutzausrüstung für die Arbeitssicherheit dient. Dieser Auflagetisch hat in der Mitte eine große Öffnung, durch die der Aus­laufrüssel nach unten hindurch ragt. Der Big-Bag wird auf diesen Tisch aufgesetzt, bevor der Auslauf­rüssel an die Entleerstation an­gedockt und geöffnet wird. Das manuelle Öffnen und Andocken des Big-Bags erfolgt unterhalb des Auflagetisches, so dass nicht unter schwebender Last gearbei­tet werden muss - was laut UW auch nicht zulässig ist.

Austraghilfen

Um Brückenbildung während des Produktaustrages aus dem Big­Bag zu vermeiden, gibt es zwei un­terschiedliche Systeme. Entweder ist der Auflagetisch als Vibrati­onstisch ausgerüstet, der über ei­nen Elektro-Unwuchtmotor ange­trieben wird, oder der Auflage­tisch ist mit vier pneumatisch an­getriebenen Walg-Klappen ausgerüstet, die den Big-Bag-Boden massieren. Diese Walg-Vorrich­tung wird bevorzugt, wenn das Produkt im Big-Bag durch Vibrati­on zum Verdichten und zur Brückenbildung neigt.

Andocksystem

Der Anschluss des Big Bags an die Entleerstation erfolgt über ein Andocksystem. Dieses ist von allen Seiten frei zugänglich und dadurch besonders ergonomisch. Der Big Bag-Auslaufrüssel oder der Auslauf vom Innensack werden manuell über das Rohr der Andockstation gestülpt, bevor eine vertikal bewegliche Klemmplatte mit Weichgummidichtung den Big Bag staubdicht gegen das Andockrohr presst und so für einen absolut staubdichten Anschluss sorgt. Die Klemmplatte kann entweder manuell (Spannverschlüsse) oder pneumatisch (Druckluftzylinder) betätigt werden. Nach dem Andockvorgang löst der Anlagenfahrer manuell die Kordel am Auslaufrüssel, und der Entleervorgang beginnt.

Maximaler Auslaufquerschnitt

Straffvorrichtung

Optional kann die Big Bag-Entleerstation DEM mit einer automatischen Straffvorrichtung für den Big Bag-Auslauf ausgerüstet werden. Hierbei wird das gesamte Andocksystem nach dem Öffnen des Big Bag-Auslaufs mit einer einstellbaren Kraft nach unten bewegt. Dadurch wird der Big Bag-Auslauf kreisförmig gestrafft, wodurch der Auslaufquerschnitt auf ein Maximum vergrößert wird. Diese Straffvorrichtung wird für solche Anwendungen empfohlen, bei denen das Produkt nicht freifließend ist bzw. die Entleerung nicht schlagartig erfolgen soll.

Sanitäre Ausführung

Die totraumfreie Konstruktion, die hochwertige Verarbeitung und die gute Reinigbarkeit der produktberührten Teile ermögli­chen den Einsatz der Entleerstati­on auch bei Anwendungen mit hohen Ansprüchen an die sanitä­re Ausführung. So kann die Anla­ge auch in Pharma- und Baby­Food-Bereichen zum Einsatz kom­men.
Ein weiteres wichtiges konstruk­tives Detail steckt in dem Andock­system. Auf Grund der Konstrukti­on können keine Verunreinigun­gen, die sich auf der Außenseite des Big-Bags bzw. des Auslaufs befinden, in den Produktstrom gelangen.

Hebevorrichtung für Big-Bags

Um die vollen Big-Bags auf die Entleerstation zu heben, wird eine Hebevorrichtung mit Kran­schiene und Elektrokettenzug benötigt. Diese Hebevorrichtung kann an eine tragfähige Gebäude­decke montiert werden. Sollte diese nicht vorhanden sein, kann auf die Entleerstation OEM eine optionale Portalkonstruktion mit angebauter Kranschiene und Elektrokettenzug aufgesetzt wer­den. Diese optionale Hebevor­richtung einschließlich der Por­talkonstruktion verfügt über die gesetzlich vorgeschriebene Ab­nahme für Krananlagen.

Atex

Die Big-Bag-Entleerstation DEM kann für den Einsatz in Atex-Zone 2 und 22 geliefert werden. Diese Atex-Zoneneinteilung bezieht sich auf den Aufstellungsraum. Auf der Anuga FoodT ec in Köln stellt Derichs die Big-Bag-Befüll­station DEA und die Big-Bag-Ent­leerstation DEM aus.

Erschienen in: Dt. Milchwirtschaft 06/2006, Verlag Th. Mann