< Previous Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2023 54 VERPACKUNG ONI-Wärmetrafo bei Wolf Plastics Sichere Verpackung, nachhaltig gedacht Stärker denn je stehen Nachhaltigkeit, Effizienz und Umweltschutz im Fokus. Speziell energieintensiv produzierende Unternehmen wer- den hierzu verstärkt in die Verantwortung genommen. Innovative und zukunftsorientierte Unternehmen haben bereits vor Jahren erkannt, dass sich eine entsprechende Unternehmensausrichtung in all diesen Bereichen lohnt. Ein besonderes Beispiel dafür ist die Firma Wolf Plastics Verpackungen GmbH, a member of the Alpla Group, im österreichischen Kammern. Mit einer sozial, ökologisch und ökonomisch verträglich gestal- teten Geschäftstätigkeit, in Kombination mit entsprechend innovativen Verpackungslösungen, ist man weltweit erfolgreich und produziert bereits heute klimaneutral! Im Bereich der Medienversorgung hat man zusammen mit dem Energiesparspezialisten ONI aus Lindlar eine Anlagentechnik zur besonders effizienten und nachhaltigen Kühlenergieerzeugung auf den Weg gebracht. Eingebunden in ein, architektonisch sicherlich als an- spruchsvoll zu bezeichnendes, Bauprojekt ist ein Energiekonzept reali- siert worden, das in vielerlei Hinsicht als herausragend zu bezeichnen ist. Innovativ, erfolgreich und nachhaltig Das Thema Verpackung wird aktuell mit höchster Sensibilität behandelt, denn Aspekte wie Umweltverträglichkeit, mi- nimierter Energieeinsatz und die Wie- derverwendbarkeit eingesetzter Mate- rialien bei der Kunststoffverarbeitung erfahren höchste Aufmerksamkeit. Da- raus resultiert die Notwendigkeit, in der gesamten Prozesskette von der Entwick- lung, über die Produktion bis zum 2. Le- benszyklus, einen ganzheitlichen An- satz in allen betroffenen Bereichen zu berücksichtigen. Dafür ist nicht nur ein umfassendes Wissen rund um Systeme und Produkte an sich, sondern auch das besondere Know-how in Richtung En- ergieeinsatz, Energieverwendung und die Wahl von zukunftssicheren Ener- giesystemen erforderlich. Die Entschei- dung zu einer Energieoptimierungs- maßnahme hat die Geschäftsführung bei Wolf Plastics unter der Maßgabe auf den Weg gebracht, dass eine höchst- mögliche Effizienz erzielt und darüber hinaus, die Systemtechnik auf zukünf- tig zu erwartende Erfordernisse ausge- richtet wird. In enger Zusammenarbeit mit den Verantwortlichen bei Wolf Pla- stics wurde ein Energiekonzept entwi- ckelt, dass ein Level erreicht, welches Die Produktionsauslastung bei Wolf Plastics ist so hoch, dass jeder Quadratmeter innerhalb des Gebäudes kostbar ist. Aus diesem Grund wurde die Kühlenergiezentrale in einer aus drei Modulen bestehenden Container-Kühlanlage untergebracht. Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2023 55 VERPACKUNG in der Branche als einmalig zu bezeich- nen ist. Energetische und umwelttech- nische Aspekte wurden hier besonders berücksichtigt und anlagentechnisch umgesetzt. Die Ziele in Richtung Effizienz und damit auch in Richtung Umweltschutz wurden von der Wolf-Unternehmensleitung klar definiert. „Eine hohe Versorgungssicherheit, ein möglichst niedriger Energieeinsatz und ein zukunftssicheres Energiekon- zept standen für uns bei der Konzept- findung auf der Agenda. Gemeinsam mit den ONI-Fachleuten haben wir ein ganzheitliches Versorgungskonzept ent- wickelt, das auf das Anforderungspro- fil unserer Produktionsbedingungen maßgeschneidert und für die zu erwar- tenden Herausforderungen in Sachen Verfügbarkeit beziehungsweise opti- male Nutzung von Primärenergieträ- gern ausgerichtet wurde“, beschreibt Marco Mayer (Projektverantwortlicher) die Projektplanung. Wolf Plastics hat sich auf die Herstel- lung von leichten, besonders stabilen und sicheren Verpackungslösungen zum Beispiel für die Lebensmittel- oder Farbenindustrie spezialisiert. Beson- deres Augenmerk wird bei allen Pro- dukten auf einen möglichst niedrigen Energieeinsatz und eine optimale Wie- derverwertbarkeit der eingesetzten Ma- terialien gelegt. Produziert wird mit den Verfahren Spritzguss und Blasextrusion. Im Produktionsbereich Spritzguss wer- den in Kammern (AT) auf 14 und in der Gruppe (AT, HU, RO) auf 40 Maschinen, im Schließkraftbereich von 500 bis 8500 Mit modernster Maschinen- und Weiterverarbeitungstechnik ent- stehen Produkte, die nachhaltig gedacht sind und für eine sichere Verpackung von sensiblen Inhalten sorgen. kN, Eimer in den verschiedensten Kon- figurationen und für die unterschied- lichsten Anwendungen gefertigt. Im Bereich der Blasextrusion werden am Standort Kammern auf 5 Maschinen Kanister mit einem Inhalt von 3 bis 30 Liter gefertigt, die für die Aufnahme verschiedenster Flüssigkeiten geeignet sind. Mit diesem breit gefächerten Pro- duktportfolio in Top-Qualität, einem ex- zellenten System-Know-how und einem hoch motivierten und vor allem enga- gierten Team gehört man zu den ersten Adressen in diesem Branchenbereich. Zukunftssicheres Kältekonzept Die unterschiedlichen Produktionsbe- reiche, Prozesse und Maschinen ver- langen eine kontinuierlich sichere Ver- sorgung mit Kühlwasser in einem auf das jeweilige Anforderungsprofil abge- stimmte Temperaturniveau. Das Grund- konzept der Kühlwasserversorgung sieht im Bereich der Kühlwassererzeu- gung bei Wolf Plastics eine Kombinati- on von 3 Kühlturmanlagen mit je einer Rückkühlleistung von 700 kW, sowie 3 wassergekühlten Kältemaschinen mit je einer Kühlleistung von zirka 400 kW vor. Neben der besonderen Effizienz, die dieses Anlagenkonzept bietet, ist hier die Nachhaltigkeit der eingesetzten Kältemaschinentechnik beziehungs- weise des eingesetzten Kältemittels zu betonen und hervorzuheben. Mit der Verordnung (EU) Nr. 517/2014 über fluorierte Treibhausgase ergeben sich für Betreiber von Maschinen und Anlagen, die mit Kältemitteln befahren werden, einige besonders zu berück- sichtigende Faktoren. Die so genann- te F-Gas-Verordnung soll letztendlich einen Beitrag leisten, um die Emissi- onen der Industrie bis zum Jahr 2030 um 70 Prozent gegenüber 1990 zu ver- ringern. Die konkretisierte Zielsetzung lautet: Durch die neuen Regelungen sollen die Emissionen fluorierter Treib- hausgase (F-Gase) in der EU um 70 Mil- lionen Tonnen CO 2 -Äquivalent auf 35 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalent ge- senkt werden. Um dieses Ziel zu errei- chen wird der Einsatz von Kältemitteln, die ein hohes Treibhausgaspotential (GWP) aufweisen, verboten oder einge- schränkt. Um bereits jetzt den zu erwar- tenden Umweltschutzvorgaben einen Schritt voraus zu sein, wurden von der Projektleitung entsprechende Forde- rungen an die Anlagentechnik formu- liert. Durch den Einsatz des nicht brenn- baren Kältemittels R515B, dass mit einem sehr niedrigen GWP von 299 auf- wartet, in Verbindung mit einer hoch ef- fizienten Maschinentechnik, wird man dem gestellten Anforderungsprofil in idealer Weise gerecht. Die Effizienz die- ser Kältemaschine/Kältemittel-Kombi- nation, in der Ausführung als wasser- gekühlte Variante, ist gerade bei einem hohen Lastgang, der sich zwangsläufig bei einer hohen Produktionsauslastung ergibt, herausragend. Optimal angepasste Kühlwasserversorgung Für den Produktionsbereich Spritzguss, mit 14 Maschinen, ist zur energieeffizi- enten Versorgung ein 2-Kreis-Kühlsy- stem erforderlich. Bereitzustellen sind für die Werkzeugkühlung im ersten Bauabschnitt rund 500 kW Kühlleistung. Die Werkzeuge werden mit einer kon- stanten Temperatur von 12 °C ange- fahren um möglichst kurze Zykluszeiten bei hoher Produktqualität realisieren und das Risiko einer Taupunktunter- schreitung am Werkzeug ausschließen zu können. Geliefert wird dieses Kalt- wasser über einen Kühlkreis, der, abge- koppelt über einen Wärmeaustauscher, von den wassergekühlten Kältemaschi- nen versorgt wird. Für die maschinentechnische Küh- lung der hydraulischen Spritzgießma- schinen ist eine Leistung von 800 kW er- forderlich, die über einen Kühlkreis, der, ebenfalls abgekoppelt über einen Wär- meaustauscher, von den Kühltürmen gespeist wird. Für den Produktionsbereich Extrusi- on, ist die Bereitstellung von zirka 300 kW Kühlleistung mit einer konstanten Temperatur von 9 °C erforderlich. Auch Hoch effiziente Kältemaschinentechnik mit dem Kältemittel R515B bil- det die Grundlage für ein zukunftssicheres Kältekonzept. Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2023 56 VERPACKUNG Auf mit Pfeilern abgestützten Fundamenten wurden in luftiger Höhe die drei Module der ONI-Container-Kühlanlage zu einer Einheit zu- sammengesetzt. Hier wird das 2. Modul der Anlage millimetergenau eingepasst. in diesem Fall wird das Kaltwasser über einen Kühlkreis, der, abgekoppelt über einen Wärmeaustauscher, von den wassergekühlten Kältemaschinen ge- liefert. Die Anforderung einer hohen Effi- zienz der Kältemaschinen, gerade bei Vollauslastung der Maschinen, ist zwin- gend erforderlich. Um zu jeder Zeit eine ausreichende Versorgung mit Kalt- wasser zwischen 9 und 12 Grad Celsi- us sicherstellen zu können, ist eine pri- märe Kühlwassertemperatur aus der Kältemaschine von 7 Grad Celsius not- wendig. Selbst bei dieser niedrigen Kühlwassertemperatur und einem Voll- lastbetrieb der Maschinen, erreicht die Kältemaschinentechnik einen COP- Wert von > 5,3 bei einer Rückkühlwas- sertemperatur von 30 °C. Das heißt, dass bei diesen Betriebsbedingungen aus 1 kW Stromleistung mehr als 5,3 kW nutzbare Kälteleistung erzeugt werden. Mit der Kühlung heizen Für die Wärmeversorgung eines In- dustriebetriebes mit mehreren tausend Quadratmetern Nutzfläche, braucht man in den Übergangs- und Winter- monaten einiges an Primärenergie in Form von Heizöl oder Erdgas. Daraus resultieren zwangsläufig Energieko- sten, welche gerne vermieden werden würden. Um diese Problematik zu redu- zieren, wurde bereits bei der Projektpla- nung die Nutzbarkeit von vorhandenen Abwärmen berücksichtigt. Da die Mehr- fachnutzung von einmal eingesetzten Primärenergien ein wesentlicher Teil des Leistungsspektrums der ONI-Wär- metrafo GmbH ist, wurde passend zur Aufgabenstellung eine entsprechende Lösung erarbeitet. Konkret sieht die Lö- sung vor, dass eine der installierten Käl- temaschinen in den Wintermonaten als Wärmepumpe genutzt wird. Im Gegen- satz zum Einsatz einer solchen Technik im Privathaushalt wird bei Wolf Plastics in den Übergangs- und Wintermonaten sowohl die Kälteenergie für die Produk- tion als auch die Wärmeenergie für die Heizung genutzt. Diese Art der Nutzung von Abwärme für Heizzwecke, stellt sich als überaus wirtschaftlich dar. Die ak- tuelle Situation am Energiemarkt zeigt einmal mehr, dass die Verantwortlichen bei Wolf Plastics in Zusammenarbeit mit den Fachleuten der Firma ONI ein zu- kunftsfähiges Versorgungskonzept um- gesetzt haben. Allein bei Betrieb dieser einen Wär- mepumpe stehen dem Heizsystem mehr als 460 kW Heizleistung mit einer Heiz- wassertemperatur von 65 °C zur Verfü- gung. Unter Berücksichtigung eines Ge- samtheizwärmebedarfs von 800 kW las- sen sich mit dieser Leistung mehr als 85 % der erforderlichen Jahresnutzung der Heizung abdecken. Effizienzverbesserung kostenlos! Wie geht das? Ein Stück zusätzliche Energieeffizienz lässt sich bei Wolf Plastics durch eine besondere Art der Winterentlastung er- zielen. Der Ansatz dabei ist, dass selbst die installierten, hoch effizient arbeiten- den Kältemaschinen immer noch einen nennenswerten Anteil an Stromeinsatz im Winter benötigen und für die Rück- kühlung eine entsprechende Kühlturm- leistung erforderlich ist. Bei Wolf Plastics lässt sich dieser Stromeinsatz noch ein- mal dadurch reduzieren, dass das Kalt- wasser für die Versorgung der Wärme- austauscher direkt von den Kühltürmen angeliefert wird. Voraussetzung dafür ist eine Außentemperatur von 5 °C oder darunter. In diesen Zeiten ist die Kühl- wassererzeugung über den Umweg einer Kältemaschine nicht erforder- lich. Die Bedingungen dafür sind am Standort in Kammern ausgesprochen attraktiv. So werden im Jahresdurch- schnitt Außenlufttemperaturen von 5 °C und weniger an rund 85 Tagen im Jahr erreicht. Ab dieser Außentempe- ratur erzeugt der Kühlturm das für die Maschinen in der Produktion notwen- dige Kühlwasser mit einer Temperatur von 7 °C direkt. Da normalerweise die Kühltürme für die Rückkühlung der Käl- temaschinen in Betrieb wären, schlägt die Stromeinsparung bei Abschaltung der Kältemaschinen und Ersatzbe- trieb durch die Kühltürme mit 100 % zu Buche. Resümee Wolf Plastics ist ein innovatives Unter- nehmen, das nachhaltig ausgerich- tet ist und auch in Sachen Energiever- sorgung zukunftsorientierte Wege geht. Gemeinsam mit den Fachleuten von ONI wurde ein Energieversorgungs- konzept umgesetzt, das hinsichtlich Ef- fizienz und Zukunftssicherheit bestmög- lich ausgerichtet ist. Damit ist das Unternehmen heute für die steigenden ökologischen Anforde- rungen und die zu erwartenden Kosten- belastungen durch steigende Energie- preise bestens gerüstet. Aktuell leistet Wolf Plastics damit sowohl einen Bei- trag zum Umweltschutz als auch zur Verbesserung der Wettbewerbsfähig- keit. www.wolfplastics.eu www.oni.de Die komplette Einheit bringt mit mehr als 300 Tonnen Betriebsgewicht einiges auf die Waage. Zur Aufstellung der drei Rückkühlwerke wur- de platzsparend das Dach der Container genutzt. Unter besonderer Berücksichtigung der Aspekte Energieeffizienz und Nachhaltigkeit wurden diese Verpackungseimer gefertigt und gehen von hier aus auf die Reise zu den Kunden in der Region und darüber hinaus. Fotos: ONI Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2023 57 VERPACKUNG „Die elektrischen Spritzgießmaschinen von Engel sind zum einen wesentlicher genauer und präziser. Aber im Vorder- grund stand für uns die erhebliche Stro- mersparnis“, erklärt Til Fernholz, der nun in der dritten Generation das Fa- milienunternehmen präsentiert, auf die Frage, warum erstmals in eine vollelek- trische Spritzgießmaschine investiert wurde. Es ist zugleich die erste Engel Spritzgießmaschine, die im Maschinen- park von Fernholz gelistet ist. Kein an- derer Hersteller konnte im Vorfeld ga- rantieren, dass die benötigte elektrische Leistung für die Packaging-Produktion tatsächlich zur Verfügung stehe. Produktivität ist die Summe der effektiven Details Fernholz produziert als Familienunter- nehmen in Meinerzhagen kundenindi- viduelle Sonderlösungen und Standar- dartikel sowie am Standort Schkopau Folien vorwiegend für die Lebensmittel- industrie. Insbesondere Becher, Schalen und Deckel für Molkereiprodukte aus Materialien wie Polystyrol, Polypropy- len und APET. Aktuell sorgen in Mein- erzhagen 16 Spritzgießmaschinen und 25 Tiefziehmaschinen für die Produktion von rund 2,5 Milliarden Produkten jähr- lich. Durch Produktivität in Kombina- tion mit einem effizienten und ressour- censchonenden Materialeinsatz gelingt die wettbewerbsfähige Positionierung in einem Markt, der durch einen Preis- kampf im Centbereich geprägt ist. Auf diesem schmalen Grat bewegt sich der europaweit agierende Kunststoffverar- beiter sehr gekonnt, was dessen nam- hafte Referenzen im Lebensmittelbe- reich dokumentieren. Hohe Fließweg/ Wanddickenverhältnisse bei kurzen Zyklen Hohe Fließweg/Wanddickenverhält- nisse gepaart mit hohen Produktions- geschwindigkeiten fordern die volle- lektrische Spritzgießmaschine heraus. Engel bei Fernholz Stromverbrauch runter – Präzision rauf Das Jahr 2022 markierte für die Firma W.u.H. Fernholz GmbH & Co. KG einen weiteren Meilenstein in der fast 70jährigen Firmengeschichte. Mit der ersten Spritzgießmaschine von Engel wurde gleichzeitig in eine erste vollelektrische Ausführung investiert, die nun mit einem 6-fach-Werkzeug Deckel für Molkerei-Produkte fertigt. Die Gründe für die Anschaffung ei- ner Engel e-motion 740/280 sind für das südwestfälische Unternehmen vielfältig. Die Energieeffizienz spielt eine Schlüsselrolle. Spannend wird es vor allem, wenn die Wanddicken von Deckeln, Bechern und Eimern immer weiter sinken. „Engel hat bereits sehr früh im Be- reich Packaging auf vollelektrische Spritzgießmaschinen gesetzt“, hebt Christoph Lhota, Vice President der Business Unit Packaging und Medi- cal von Engel in Schwertberg, hervor. Als Vorreiter in diesem Bereich habe man in der letzten Dekade sein vorhan- denes Know-how in die Weiterentwick- lung des Antriebsstrangs investiert, um diese hohen Geschwindigkeiten praxis- gerecht umsetzen zu können. Antriebs- spindeln, Motoren und Servoverstärker wurden auf diese Anforderungen hin optimiert. Hoher Anspruch an Schließeinheit bei sechs Kavitäten „Für ein Molkereiprodukt liefern wir Deckel und Becher. Die Deckel werden Blick in die Zukunft: Stefan Witt und Christoph Lhota (in der Mitte) nehmen gemeinsam mit Betriebsleiter Peter Ott (links) und Til Fernholz (rechts) den Energieverbrauch der Spritzgießmaschinen unter die Lupe, um zukünftige Fertigungskonzepte zu entwickeln. Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2023 58 VERPACKUNG aktuell mit einem Werkzeug, das über sechs Kavitäten verfügt, aus einem hochtransparentem Copolymer gefer- tigt. Den Auftrag bekommt man nur, wenn man die Komplettverpackung lie- fern kann“, erklärt Produktentwickler Gennadi Andres die aktuellen Anfor- derungen des Marktes. Gefertigt wird dieser Deckel mittels IML (In Mould La- beling). Mit dem Einsatz der Engel e- motion 740/280 liegt die Zykluszeit bei sechs Kavitäten gegenüber dem Vor- gängerwerkzeug mit vier Kavitäten nun niedriger. „Hinsichtlich Produktivität, Stabilität sowie Qualität wurden durch die Engel Technologie erhebliche Ver- besserungen erzielt“, resümiert Stefan Witt, Packagingspezialist und Vertrieb von Verpackungsmaschinen vom Engel Standort Hannover, der das Projekt vom Start weg betreut hat. „Ein Sechsfach-Werkzeug ist für die Schließeinheit sehr anspruchsvoll, weil gerade im Plattenzentrum durch die beiden innenliegenden Kavitäten en- orme Kräfte eingeleitet werden“, skiz- ziert Christoph Lhota. Die Hochleis- tungsmaschinen der Serie e-motion von Engel werden bis zu einer Schließkraft von 6.500 kN vollelektrisch angeboten. Sie gewährleisten ein hohes Maß an Prozesssicherheit, wozu auch die Ge- nauigkeit der Maschinenöffnungsbewe- gun gen beiträgt. Diese produktions- Engel e-motion in der Fernholz-Edition. Das Unternehmen geht durch den Umstieg auf vollelektrische Spritzgießmaschinen von einer Energieersparnis von fast 40 Prozent aus. Deckel – gefertigt aus PP mit IML-Technologie: Til Fernholz (links) erklärt Christoph Lhota von Engel die hohen technischen Anforderungen in der Produktion. Die Engel e-motion 740/280 ist für Fernholz die erste vollelektrische Spritzgießmaschine. Hoher Anspruch in der Deckelproduktion: Insgesamt sechs Kavitäten stellen besondere Anforderungen an die Schließeinheit. technische Sorgfalt sorgt dafür, dass die Deckel gleichmäßig aus dem Werk- zeug heraus sauber gestapelt werden können. Präzisionsarbeit, die durch die hohe Bewegungsgenauigkeit der Werk- zeugaufspannplatten im Hundertstelbe- reich unterstützt wird. Sämtliche Haupt- bewegungen werden über die gesamte Baureihe hinweg servoelektrisch ange- trieben, was parallele Bewegungen im Ablauf ermöglicht und für eine extrem hohe Dynamik sorgt. Künftig möchte man beim Verpa- ckungsspezialisten Fernholz weiter auf vollelektrische Maschinen setzen. „Ak- tuell ist der Preis für Strom steil in die Höhe geschnellt. Ich persönlich sehe für die Zukunft nicht, dass dieser wie- Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2023 59 VERPACKUNG der das ursprüngliche Niveau erreicht“, prognostiziert Til Fernholz. Aktuell geht man durch den Wechsel auf eine volle- lektrische Spritzgießmaschine von einer errechneten Energieersparnis von fast 40 Prozent aus. Um belastbare Zahlen zu erhalten, werden nun eine vollhy- draulische Maschine sowie die neue vollelektrische Engel e-motion, beide mit einem identischen Sechsfach-Werk- zeug eingerüstet, im Wettbewerb pro- duzieren. Interessant wird eine vollelektrische Produktion natürlich immer dann, wenn selbst produzierter Strom Verwen- dung findet. Aktuell werde firmenintern geprüft, ob Photovoltaikanlagen auf den Dächern installiert werden können. Für die älteren Gebäude sei das aktuell nicht möglich, weil im Sauerland ent- sprechend hohe Schneelasten vorge- schrieben seien. „Im Extrusionswerk in unserem Zweigwerk Schkopau bauen wir gerade an. Dort ist für die Dachflä- che im Vorfeld schon eine Photovoltai- Gelungene Premiere: Christoph Lhota von Engel Austria sowie Til Fernholz und Gennadi Andres von Fernholz sowie Stefan Witt von Engel Deutschland ziehen ein positives Fazit für das erste gemeinsame Projekt. Fotos: Engel kanlage eingeplant worden“, erklärt Til Fernholz. Ziel der Firma, die nach dem Umweltmanagementsystem ISO 14001 zertifiziert ist, sei es, im energetischen Bereich noch effizienter zu werden. In beiden Werken werden monatlich über 2000 Tonnen Kunststoffmaterial verar- beitet. Vollelektrische Maschinen bieten hier viel Potenzial. www.engelglobal.com Anmeldung zum Newsletter Melden Sie sich für den Newsletter der Österreichischen Kunststoffzeitschrift an: newsletter@kunststoff-zeitschrift.at Erhalten Sie regelmäßig alle wichtigen News aus der Branche! Palettiersysteme Ultraschall Schweißtechnik Tampondruck maschinen Temperiergeräte Kollaborative Robote Industrieroboter &Transfermodule Franz Josef Mayer GmbH Waldhiergasse 6, A-2486 Pottendorf +43 2623 20600 office@fjmayer.at Kühlgeräte UV - Flachbett Digitaldrucker Ultraschallschweißtechnik - Ingenieurbüro Maschinenbau Temperiertechnik - Drucktechnik - Industrierobotik Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2023 60 VERPACKUNG Foto: Erema Erema Neue Doppelfiltrationsmaschine für Post Consumer Recycling Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe lässt sich nur mit höchstmöglicher Regranulatqualität erzielen und der Recyclingmaschinenhersteller Erema ist mit seinen Entwicklungen seit vielen Jahren Vorreiter, wenn es darum geht, das technisch Machbare auch umzusetzen. Mit seiner Neuentwicklung Intarema ® TVEplus ® DuaFil ® Compact definiert das Unternehmen das Qualitätslevel für das Recycling von besonders heraus- fordernden Post Consumer Materialien neu – und das bei deutlich redu- ziertem Energieverbrauch. Wesentliches Merkmal der innova- tiven Doppelfiltrationsmaschine ist die durchgängig schonende Behandlung der Schmelze über den gesamten Ver- arbeitungsprozess hinweg. Das ist das Ergebnis der Kombination der tausend- fach bewährten und patentierten TVEp- lus-Technologie mit der neuen DuaFil Compact Bauweise. „Dank des Wegfalls der Austragsmeteringzone und des Ein- satzes einer auf die Anwendung zuge- schnittenen Schmelzepumpe erfolgt der nötige Druckaufbau für die zweite Fil- trationseinheit besonders effizient und dadurch signifikant temperaturredu- ziert“, erklärt Sebastian Sochor, R&D Engineer bei Erema. Der Extruder wird von der Druckauf- bau-Aufgabe entlastet und kann deut- lich kürzer ausgeführt werden – und zwar um minus 10 L/D im Vergleich zur bisherigen Erema Doppelfiltrationslö- sung. „Die geringere Massetemperatur der DuaFil Compact in diesem Bereich wirkt sich positiv auf die Schmelzequali- tät aus und senkt den Energieverbrauch erheblich“, so Sochor. Weniger Massetemperatur, weniger Energieverbrauch So erzielt die neue Intarema TVEplus DuaFil Compact in der Baugröße 1108 im Vergleich zur bisherigen Erema Doppelfiltrationslösung bei der Verar- beitung von LDPE Supermarktfolie mit Papieranteilen eine um 18,5 Grad Cel- sius geringere Massetemperatur vor der zweiten Filtereinheit sowie einen um 10 Prozent geringeren Gesamte- nergieverbrauch (spezifischer Energie- verbrauch kWh/kg). Weiterer Vorteil: LDPE/LLDPE Materialströme weisen häufig unterschiedliche Feuchtigkeits- grade und Verunreinigungen durch Störstoffe wie Papieretiketten, Holzteil- chen oder Fremdpolymere auf. Diese gelangen durch Splitter von Paletten oder Strappingbändern in den Materi- alstrom und können zu unerwünschter Geruchsbildung und Verfärbung füh- ren. Hier kann die DuaFil Compact Zone ihre Stärken voll ausspielen, denn die Arbeitsweise bei geringerer Massetemperatur in diesem Bereich beugt diesen Verbrennungsgerüchen sehr wirksam vor. Mit all diesen Eigenschaften wird die neue Intarema TVEplus DuaFil Com- pact Maschine zur ersten Wahl bei Post- Consumer Anwendungen, bei denen eine polymerschonende Verarbeitung sowie eine starke Filtrationsleistung im Vordergrund stehen. „Die hohe Re- granulat-Qualität, die wir damit errei- chen, schafft die Möglichkeit, in End- produkten Neuware verstärkt durch Rezyklat zu ersetzen und damit dem ak- tuellen Marktrend und Nachhaltigkeits- gedanken zu entsprechen“, ist Michael Heitzinger, Managing Director, Erema GmbH, überzeugt. Für die diesjährigen Plastic Recy- cling Awards Europe wurde Erema für das Recyclingsystem Intarema TVEplus DuaFil Compact in der Kategorie Recy- cling Machinery Innovation of the Year nominiert. Erema Engineering Recycling Maschinen und Anlagen GmbH Die Erema Engineering Recycling Ma- schinen und Anlagen GmbH ist seit ihrer Gründung im Jahr 1983 auf Ent- wicklung und Bau von Kunststoffrecy- clinganlagen und -technologien für die kunststoffverarbeitende Industrie spezi- alisiert und gilt in diesen Bereichen als Weltmarkt- und Innovationsführer. Das Unternehmen ist Teil der in Ansfelden/ Linz ansässigen österreichischen Fir- mengruppe Erema Group GmbH, die insgesamt weltweit rund 840 Mitarbei- ter beschäftigt. www.erema-group.com100 Jahre Familienunternehmen Hehl. Daraus hervorgegangen: rund 70 Jahre ARBURG. Das ist die richtige Mischung für einen heute weltweit führenden und seit Jahren erfolgreich am Markt agierenden Kunststofftechnik-Hersteller. Was dazu gehört? Tradition, Motivation, Innovation und die richtigen Mitarbeitenden. Das war so. Und das bleibt so. Auf die nächsten 100! www.arburg.at Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2023 62 VERPACKUNG Maxi Melt entwickelt seit Jahren erfolgreich Schneckenprofile, welche empfindliche Polymere nicht abbauen und bei Verpackungsanwendungen eine hohe Produktivität zusammen mit einer optimalen Mischung aller Farbstoffe gewährleisten können. Das Maxi Melt Schneckenprofil wird mit einer innovativen Geometrie hergestellt, welche sich deutlich von her- kömmlichen Drei-Zonen-Schnecken und Barriere-schnecken unterschei- det. Die Maxi Melt Schnecke erzielt höhere Plastifizierleistungen und ist in der Lage, einen stabilen Prozess auch unter kritischen Bedingungen für herkömmliche Schnecken zu gewährleisten. Eine Plastifizierschnecke ist der Teil der Ausrüstung, der die Eigenschaften des Granulats auf das Produkt überträgt und somit wesentlich dazu beiträgt, den durch den Kauf des Polymers erworbe- nen Wert zu erhalten oder zu reduzie- ren. Dies zeigt sich besonders deutlich bei technischen Kunststoffen, für die hohe Verarbeitungstemperaturen erfor- derlich sind und damit ein erhebliches Abbaurisiko besteht. Unter anderem handelt es sich um Polymere mit hohen Anschaffungskosten und daher ist der Schaden im Falle eines Abbaus dop- pelt so hoch: Verlust der technischen Ei- genschaften und des wirtschaftlichen Wertes. Aber es ist genauso wichtig für Standardpolymere, welche im Bereich Verpackung oder Extrusion verwendet werden, wo die Geschwindigkeit des Prozesses entscheidend ist und offen- sichtlich eine Schnecke, die eine gute Durchflussrate ergibt und eine homoge- ne Schmelze liefert, ohne ungeschmol- zene Partikel oder degradierte Teile, von grundlegender Bedeutung ist. Selbst beim Spritzgießen oder Extru- dieren von Glasfaser verstärkten Poly- meren ist die Maxi Melt Profil Schnecke in der Lage, die Qualität der hergestell- ten Produkte dank des optimierten Kom- pressionsverhältnisses und des dyna- mischen Mischers am Schneckenende zu verbessern. Oft blicken diejenigen, die verstärkte Polymere verarbeiten, mit Argwohn auf die Mischer, da sie in vie- len Fällen die Ursache für Überhitzung, Abbau und Bruch der Fasern und damit die Ursache für eine deutliche Verringe- rung der mechanischen Eigenschaften der hergestellten Produkte sind. Bei der Maxi Melt Schnecke wird der Mischer, ein distributiver Typ, so berech- net, dass es keine Strömungsbeschrän- kungen gibt und der Kamm wird mit großer Sorgfalt hergestellt um Stagnati- onspunkte zu vermeiden. In der Praxis ist es gelungen, einen dynamischen selbst- reinigenden Mischer zu schaffen, der Glasfasern nicht bricht. Dies wurde auch auf einer Konferenz in Rovigo unter Zu- sammenarbeit mit dem Te.Si Labor der Universität Padua hervorgehoben. Die innovative Geometrie der Schnecken verbessert die Umwandlungsprozesse und löst die Fälle, in denen der Abbau von Polymeren den Mehrwert der Hersteller von hergestellten Produkten aus Kunststoff verringert. Maxi Melt Schneckenprofil: die Antwort auf komplexe Probleme Österreichische Kunststoffzeitschrift 3/4 2023 63 VERPACKUNG MaxiMelt PP Europalette 2. Wahl. Fotos und Grafiken: Maxi Melt Entfernung Trichter vs. Faserlänge (mit freundlicher Genehmigung von Te.Si Labor). Insbesondere wurde gezeigt, dass die Maxi Melt Profil Schnecke Glasfasern weniger bricht als eine ähnliche Drei- Zonen-Schnecke obwohl diese den dy- namischen Mischer am Schneckenen- de passieren. Bei der Studie kamen zwei Schne- cken mit einem Durchmesser von je 40 mm, eine traditionelle Drei-Zonen- Schnecke und eine Maxi Melt Profil Schnecke zum Einsatz. Das verwendete Polymer war ein 10-12 mm langes glas- faserverstärktes Polypropylen; die Tests wurden durchgeführt, indem ein Spritz- gusszyklus mit unterschiedlichen Pro- zessbedingungen reproduziert wurde. Nach jedem Test wurde die Schne- cke aus dem Zylinder genommen. Die Schnecke und das plastifizierte Poly- mer wurden abgekühlt und in regel- mäßigen Abständen (200 mm) Proben vom Fülltrichter bis zur Düse entnom- men. Die entnommenen Proben wur- den nach einem vom Te.Si Labor ent- wickelten Verfahren aufbereitet und die Messwerte in einer Grafik darge- stellt. Die Ergebnisse bestätigen nicht nur, dass der dynamische Mischer der Maxi Melt Schnecke die Fasern weniger bricht als eine herkömmliche Schnecke, sondern haben auch gezeigt, dass der größte Eigenschaftsverlust in den ersten 200 mm auftritt, wo das noch kalte Gra- nulat Reibungs- und Scherspannungen zwischen der beweglichen Schnecke und dem Zylinder ausgesetzt ist, was das Zerbrechen der Fasern verursacht. Bei zahlreichen Anwendungen im Bereich Spritzguss und Extrusion konn- te der Plastifizierprozess durch den Ein- satz einer Maxi Melt Schnecke erfolg- reich optimiert werden. Im Folgenden sind einige Beispiele angeführt: Beispiel 1: Biokompatibles Biopolymer Herstellung der „Stop-Kalkanalschrau- be“ in Purasorb ® PL 49; Es ist ein Poly- lactid, ein Biopolymer, das kompatibel und vom menschlichen Körper absor- bierbar ist, aber extrem empfindlich auf Abbau während des Formens reagiert. Um eine gute Qualität der Formteile zu gewährleisten, darf die Schmelzetem- peratur eine Schwankungsbreite von 5° C nicht übersteigen und die Plastifizie- rung bei 22 U / min anstelle von 20 mit einer Schnecke Ø 14 mm bestimmt be- reits eine Vergilbung (Degradation) der Formteile. Firma Lima SM Spa aus San Marino produziert diese Partikel seit Jahren mit Maxi Melt Profil Schnecken; Bei anderen Schneckentypen ist es nicht möglich, eine Degradation wäh- rend der Plastifizierung zu vermeiden. Ein weiteres Produkt, das von Lima SM mit Maxi Melt-Schnecken herge- stellt wird, ist ein Kaliber, das in der Knochenchirurgie verwendet und aus Radel®, einem Solvay PPSU, gespritzt wird. Dieses Artefakt wird trotz der di- cken Wandstärken und ungleichen Ge- ometrien mit optimalen mechanischen und ästhetischen Eigenschaften herge- stellt. Beispiel 2: Europaletten Selbst bei der Herstellung von Groß- teilen gelingt es der Maxi Melt Schne- cke den Plastifizierprozess zu verbes- sern.Um 5,0 kg Europaletten auf einer großen Spritzguss-maschine mit einer Spritzeinheit Ø 120 mm zu spritzen, konnte die Plastifizierzeit von 47 auf 32 Sekunden reduziert, eine optimale Fül- lung des Werkzeuges mit dünnen Rip- pen gewährleistet und ein PP zweiter Wahl verwendet werden, das Homoge- nitätsprobleme mit der zuvor verwen- deten Schnecke verursachte. Auch im Bereich Extrusion sind Maxi Melt Schnecken in zahlreichen Bran- PLA-Schraube (mit freundlicher Geneh mi- gung von Lima SM S.p.A.). PPSU Kaliber (mit freundlicher Genehmigung von Lima SM S.p.A.). chen im Einsatz, von denen eine der anspruchsvollsten, aus technischer Sicht, die Herstellung von mit Glasfa- sern verstärkten PA-Profilen ist. In die- sem Fall sind Maxi Melt Schnecken in der Lage, einen Extrusionsprozess mit einer um 10 bis 15 höheren Kapazi- tät als herkömmliche Schnecken glei- cher Größe und gleichzeitig eine Redu- zierung des Energieverbrauchs unter vergleichbaren Prozessbedingungen zu gewährleisten. Der wichtigste Vor- teil bei der Profilherstellung ist jedoch die verbesserte Prozessstabilität und das damit einhergehende Fehlen von Pulsieren um die komplexen Profilgeo- metrien herstellen zu können. Die Maxi Melt Schnecke sorgt für eine homogene Plastifizierung, die einem geschmol- zenen Polymer einen engen Tempera- turbereich verleiht und daraus weitere Konstanten des extrudierten Produkts ableitet. In der Praxis ist es möglich mit engeren Fertigungstoleranzen zu pro- duzieren. Die verbesserte Prozessstabilität ist auch im Blasfolienextrusions- und Blas- formbereich, insbesondere bei mehr- schichtigen Coextrusionsprozessen ein wichtiger Faktor. Auch bei diesen An- wendungen ist die Maxi Melt Schnecke in der Lage eine konsistentere Verarbei- tung als Barriereschnecken zu gewähr- leisten. Beispiel 3: Aufbau von Extrudern Ein weiteres Beispiel ist Tecno System S.r.l. – TPV Mechanical Division von Consandolo (FE), ein Hersteller von Ex- trusionsanlagen für Kunststoffe; Herr Mantovani, Inhaber von Tecno System, erklärte, dass bei der Verarbeitung mit ABS-Material eine Erhöhung der Extru- derdurchflussrate von etwa 20 % durch den Einsatz von Maxi Melt Schnecken im Vergleich zu Standard 3-Zonen- Schnecken erzielt werden konnte. Die gleiche Art von Schneckenprofil eig- net sich gut für die Plastifizierung ande- rer Polymere wie PVC oder Polyamide und zeigt qualitative Verbesserungen des Extrusionsprozesses und der Eigen- schaften extrudierter Profile. Die Firma Maxi Melt wird in Öster- reich von der APS Plastics & Recycling Machinery Schwanenstadt vertreten. maximelt.com www.aps-plastics.comNext >