Prozessoptimierung durch intelligente Verbindungen

Intelligent eingerichtete Fördersysteme sind bestimmende Faktoren für die Effizienz eines Gesamtprozesses und die hochwertige Qualität der Endprodukte.

Im Bereich Recycling- und Umwelttechnik agiert Anlagenbau GÜNTHER aus Wartenberg mit der Entwicklung und Produktion von intelligenten mobilen und stationären Anlagen für die Abfallaufbereitung. Mit unterschiedlichen Separations- und Stoffabscheideverfahren werden recyclingfähige Materialien aufbereitet und für die nachfolgende Weiter- bzw. Wiederverwendung verfügbar gemacht. Geeignete Fördertechniken verbinden die einzelnen Anlagenkomponenten und sorgen für die optimale Steuerung der Stoffströme.  

Im Sinne eines ganzheitlichen Lösungs-Portfolios präsentiert sich GÜNTHER sowohl als Komponentenlieferant (bis hin zu Projekten mit mehr als 100 Aggregaten) wie auch als Generalunternehmer für Großanlagen. Das Angebot reicht von der Beratung über die Projektierung und das Engineering, die Fertigung der Komponenten in der eigenen Produktion (inkl. Steuerungsprogrammierung und Visualisierung) bis zur Montage vor Ort. Es endet mit der Kundenschulung und der gemeinsamen Abnahme der Anlage. Neben mobilen und stationären Lösungen „von der Stange“ hat GÜNTHER seine Kompetenzen in der Konzeption und dem Bau individueller Anlagen sukzessive ausgebaut.  

Wenn die Fördertechnik dabei meist auch „nur“ Mittel zum Zweck ist, so hat sie bei der Belieferung der Sternsieb- oder SPLITTER-Spiralwellenseparatoren dennoch eine zentrale Bedeutung. Sie dient nicht nur der Verbindung der Komponenten untereinander, sondern ist relevanter Bestandteil im Gesamtprozess. Über Ausgestaltung (Bandtyp), Laufgeschwindigkeit und SPS-gesteuerte Synchronisation werden die einzelnen Anlagenkomponenten mit Material beliefert – konstant und in der erforderlichen Dosierung. Insofern sind intelligent eingerichtete Fördersysteme bestimmende Faktoren für die Effizienz des Gesamtprozesses und die hochwertige Qualität der Endprodukte.  

Am Beispiel des Anlagenprojektes „Aufbereitung von Biomasse zur Erzeugung von Biogas“ bei der in Fulda ansässigen Biothan GmbH soll die Bedeutung unterschiedlicher Fördertechniken in einer Aufbereitungsanlage dargestellt werden.  

Die Biothan GmbH betreibt eine hoch innovative Anlage zur Erzeugung von Bio-Erdgas aus biogenen Reststoffen regionaler Herkunft. Organische Reststoffe (Gewerbeabfall, Gülle, Biotonne) werden energetisch genutzt, indem das durch deren Vergärung erzeugte Roh-Biogas in der letzten Bearbeitungsstufe zu Bio-Erdgas veredelt wird. Die Gärreste finden als Dünger in fester oder flüssiger Form Verwendung in der Landwirtschaft; mit Grünabfällen angereichert als Kompost für Garten und Forst.  

Herausforderungen  

Kundenseitig suchte man nach einer Lösung für die Aufbereitung fester Bio-Abfälle (aus der Bio-Tonne) und Grüngut im Sinne der Überführung in eine vergärbare Form. Des Weiteren sollte das aufbereitete Material für die anschließende Beschickung der Vergärungsanlage - bestehend aus zwei Pfropfenstromfermentern – zur Verfügung stehen.  

Die Herausforderung bestand darin, ein weitestgehend störstofffreies Input-Material mit einer Korngröße von bis zu 60-80 mm herzustellen, welches konstant und in der optimalen Dosierung den Fermentern zugeführt wird.  

Die Aufbereitungsanlage sollte möglichst kompakt und platzsparend in der Annahmehalle aufgestellt werden.  

Lösung  

Folgendes Konzept wurde bei der Biothan GmbH umgesetzt (Überblick):  

1.    Das Ausgangsmaterial wird zunächst zerkleinert (1).

2.    Über ein Muldenband (2) wird das zerkleinerte Material der stationären Siebanlage
       MULTISTAR 2-SE (3) zugeführt. Dort erfolgt die Siebung in 2 Fraktionen:

  • Das sog. Überkorn (> 60-80 mm) wird mittels eines Austragebandes (4) in einen Bunker ausgeworfen und zum Teil zurück in den Separationskreislauf übergeben.
  • Das Feinkorn wird als Gutmaterial mit der erforderlichen Korngröße von maximal 60-80 mm weiter verarbeitet.

3.    Folien und andere Störstoffe werden mittels eines Windsichters (5) herausgefiltert.

4.    Der Austrag des Feinkorns erfolgt über ein schwenkbares Haldenband (6), welches Betonbunker
       zur Bevorratung des Materials (7) beschickt.

5.    Das Haldenband ist an seinem Ende mit einem Ultraschall-Sensor ausgestattet und steuert das
       Band, sobald ein Auswurfkegel eine definierte Höhe erreicht hat, auf den nächst möglichen freien
       Platz. Der fertige Kegel wird dann mittels eines Hallenkrans auf die Gesamtbunkerfläche verteilt.
       Der Bunker dient u. a. auch als Pufferspeicher, um über die Bevorratung von Input-Material für
       konstante Versorgung der Fermenter an 365 Tagen im Jahr zu gewährleisten.

6.    Für die Beschickung der beiden Pfropfenstromfermenter lieferte Anlagenbau GÜNTHER den
       Annahmedosierer TAKER TL-12-18 (8), der das Input-Material über ein Austrageband (9) dosiert
       auf ein reversierbares Verteilband (10) abgibt und dadurch die optimale Belieferung der Fermenter
       sicherstellt. Beide Bänder wurden eingehaust, da sich im Außenbereich befinden. Die Befüllung des
       TAKER erfolgt mittels des Hallenkrans. Der TAKER steht auf einer Wägeeinrichtung mit vier
       Wiegezellen als Bestandteil der elektronischen Befüllungssteuerung.  

Anforderungen an die Fördertechnik  

Insgesamt wurden im Projekt „Aufbereitung Biomasse“ fünf Förderbänder unterschiedlicher Ausprägung verbaut:  

1.    Muldenband zur Austragung des zerkleinerten Materials bzw. Zuführung des Materials zur
       Separationsanlage MULTISTAR 2-SE

2.    HD-Band als Überkornaustrageband

3.    Schwenkbares, sensorgesteuertes Haldenband für den Austrag des Gutmaterials bzw. die
       Beschickung des Betonbunkers

4.    Muldenband für den Materialaustrag vom Annahmedosierer TAKER L3

5.    HD-Band als reversierbares Verteilband zur Belieferung der beiden Pfropfenstromfermenter  

Die Fördertechnik greift steuernd in den Gesamtprozess ein. Die ideale Ausprägung der einzelnen Bandtypen und die prozessuale Synchronisation der einzelnen Förderkomponenten durch optimale SPS-Programmierung sind essentielle Voraussetzungen für die Erzielung einer größtmöglichen Wirtschaftlichkeit des Produktionsprozesses.  

Kunden-Feedback

Biothan ist mit der Funktionsfähigkeit der Anlage äußerst zufrieden. „Die Anlage läuft konstant und stabil. Gerade die Ausgestaltung der Fördertechnik sorgt dafür, dass alle Komponenten ideal aufeinander abgestimmt sind. Dadurch werden die beiden Fermenter an 365 Tagen im Jahr mit Rohmaterial in der erforderlichen Beschaffenheit und Menge beliefert“, so das Fazit des Geschäftsführers Sebastian Tews.