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Sicherstellung optimaler Trockenheit von Kunststoffpellets

Entrepreneur Markus Wickholm von MaWi Automation Oy und Antti Heikkilä, Technical Manager von Eino Korhonen Oy, mit dem Vaisala-Taupunktmesswertgeber DMT143.
Porvoo
Finland
Industrielle Fertigung und Prozesse
Industrielle Messungen

Bei der Herstellung von spritzgegossenen Kunststoffprodukten ist die korrekte Trocknung des Rohmaterials – Kunststoffpellets – von entscheidender Bedeutung. Dies geschieht mittels warmer, trockener Luft. Die bei der Trocknung verwendete Luft ist trockener als die Umgebungsluft, daher ist es wirtschaftlich, sie mit Lufttrocknern wieder in den Prozess zurückzuführen. Das Erwärmen der bei der Trocknung verwendeten Luft und das Regenerieren der Absorptionstrockner erfordert viel Energie. Die Taupunktmessung ist entscheidend dafür, den Energieverbrauch und die Trocknungsqualität zu optimieren.

Eino Korhonen Oy (EKOY) stellt eine Vielzahl von Kunststoffprodukten wie Befestigungen, Stecker und Gehäuse her. Das Unternehmen setzt auf den Vaisala DRYCAP®-Taupunktmesswertgeber DMT143, um die Überwachung der Trockenluftqualität bei der Trocknung von Kunststoffpellets zu verbessern. Dank der Taupunktmessungen hat das Unternehmen insgesamt eine erhöhte Rentabilität, Produktqualität und Kundenzufriedenheit erzielt.

Der Produktionsprozess beginnt mit dem Schmelzen von Kunststoffpellets bei hoher Temperatur zu einer thermoplastischen Masse, die dann in Formen eingespritzt wird. Wenn die Kunststoffpellets zu feucht sind, können leicht sowohl optische als auch mechanische Qualitätsprobleme auftreten. Bei hohen Temperaturen führt übermäßige Feuchte zu chemischen Reaktionen, die die mechanischen Eigenschaften des Produkts beeinträchtigen. Es ist daher sehr wichtig, den Trocknungsprozess genau und kontinuierlich zu überwachen. 

Um den richtigen Trockenheitsgrad zu erreichen, werden Kunststoffpellets in einen Trichter gegeben und trockener, warmer Zuluft ausgesetzt. Die Rückluft wird während des Regenerationsprozesses gekühlt und getrocknet. Die Messung des Taupunkts ist in dieser Phase unerlässlich, um sicherzustellen, dass die Luft angemessen trocken ist, bevor sie erwärmt und dem Trocknungsprozess erneut zugeführt wird. Der optimale Taupunkt, mit dem sichergestellt wird, dass die Kunststoffpellets korrekt getrocknet sind, beträgt −35 °C.

Miniatur-Taupunktmesswertgeber DMT143

Der Vaisala Kompakt-Messwertgeber DMT143 ermöglicht eine genaue Messung des Taupunkts in kleinen Drucklufttrocknern, Kunststofftrocknern, der generativen Fertigung und anderen OEM-Anwendungen. Er ist mit der Vaisala DRYCAP®-Technologie mit Autokalibrierfunktion ausgestattet, lässt sich einfach integrieren und kann mit dem portablen Vaisala DRYCAP®-Taupunktmessgerät DM70 verwendet werden. 

Zu den Hauptvorteilen zählt die praktische Größe, beispielsweise für kleine industrielle Trockneranwendungen. Die stabilen Messungen des DMT143 ermöglichen lange Kalibrierintervalle und niedrigere Wartungskosten bei einfacher Wartung. Er verfügt auch über analoge Ausgangsoptionen und die Funktion der Datenübertragung. 

Der Vaisala DMT143 bietet eine schnelle Ansprechzeit und einen Taupunktmessbereich von −70 … +60 °C mit einer Genauigkeit von ±2 °C.

Kontinuierliche und zuverlässige Überwachung 

Der Regenerationsprozess der EKOY-Absorptionstrockner wurde mit einem Zeitschalter im Voraus geplant, um in regelmäßigen Abständen stattzufinden. Dieses Verfahren berücksichtigt weder die Variabilität der Produktion noch den Zustand der Absorptionstrockner. Es bestand daher eine konstante Unsicherheit über die Leistung der Trockner. „Unsere erfahrenen Techniker*innen stellten fest, dass die thermoplastische Masse zu feucht war“, erzählt Antti Heikkilä, Technical Manager. 

Das EKOY-Team war bereits mit dem Vaisala DMT143 vertraut, da er in ihrem neuesten Trockner integriert war, in dem der Regenerationsprozess mithilfe von Taupunktmessungen optimiert wurde. Sie beschlossen, einen Test mit von Vaisala geliehenen Geräten durchzuführen, um die Leistung ihrer älteren zeitgesteuerten Kunststofftrockner zu bewerten.

„Der Test bestätigte unseren Verdacht, dass die Leistung unserer älteren Trockner nicht einmal nahe an unseren Zielwerten lag. Basierend auf dem Test haben wir beschlossen, Vaisala-Geräte für alle unsere Trockner einzusetzen. Die Vaisala-Messwertgeber DMT143 überwachen nun ständig die Bedingungen und liefern zuverlässige Daten“, erklärt Antti Heikkilä. Zuvor wurde die Leistung der Trockner jährlich mit einem vom Trocknerhersteller ausgeliehenen Gerät überwacht. Es stellte sich heraus, dass dieses Gerät keine zuverlässigen Daten lieferte.

Die Messwertgeber DMT143 in den Trocknern sind an das Gebäudeautomationssystem von EKOY angeschlossen, und alle Messdaten werden an einem Ort gespeichert, sodass sie leicht nachzuverfolgen sind. Dies ist ein bedeutender Fortschritt, da bisher nur sehr begrenzte Daten zur Leistung der Trockner verfügbar waren. Verlaufsdaten und Trendkurven bieten wertvolle Informationen über die Leistung der Geräte und etwaige Wartungsanforderungen. Die Messwertgeber wurden an den Modbus-Kanal angeschlossen und mithilfe der MaWi Automation und des technischen Supports von Vaisala ziemlich einfach in Betrieb genommen. 

Wenn der Feuchtegehalt der Kunststoffpellets auf seinem Zielwert bleibt, ist der Rohstoff von hoher Qualität. So kann EKOY seine gesamte Produktionskapazität nutzen.

Optimierung des Energieverbrauchs

Eine effektivere und genauere Datenerfassung aus dem Produktionsprozess hat EKOY auch die Möglichkeit gegeben, die Energieeffizienz zu steigern. 

„Wir wollen ein energieeffizientes Industrieunternehmen sein. Zum Beispiel möchten wir unseren Kund*innen in Zukunft mitteilen können, wie viel Energie bei der Herstellung jedes Kunststoffprodukts verbraucht wird“, sagt Antti Heikkilä. 
Dank der genauen Daten kann das EKOY-Team die Regenerationszyklen der alten Kunststofftrockner so energieeffizient wie möglich einstellen. Während die Justierung noch manuell erfolgt, können durch kontinuierliche Messungen die Justierungseinstellungen optimiert werden. In Zukunft wird es möglich sein, den Prozess weiter zu optimieren, indem die Kunststofftrockner, die Zeitschalter für die Regeneration nutzen, auf Taupunktsteuerung umgestellt werden. 

Ein weiterer Umweltaspekt der Zusammenarbeit mit Vaisala betrifft die Denkweise in Sachen Produktlebensdauer: „Wir teilen dieselben Werte. Für uns ist es sehr wichtig, dass Vaisala die Verfügbarkeit von Ersatzteilen für viele Jahre garantieren kann. Wir würden lieber reparieren und justieren als wegwerfen und ersetzen“, so Antti Heikkilä.  

Eino Korhonen Oy

EKOY ist spezialisiert auf die Auftragsfertigung von elektrotechnischen Produkten sowie Kunststoff- und Metallprodukten. Die Produkte werden weltweit verkauft. EKOY arbeitet mit Unternehmen wie Nordic Aluminium/Lival, Ensto Produal und KONE zusammen. Das Familienunternehmen wurde 1978 gegründet und verfügt über Niederlassungen in Porvoo, Finnland, und Harju-Risti, Estland.

Portables Taupunktmessgerät DM70 

Das portable Vaisala DRYCAP®-Taupunktmessgerät DM70 für Stichproben und Vor-Ort-Kalibrierungen sorgt bei industriellen Taupunktanwendungen wie Druckluft, Metallverarbeitung, generative Fertigung sowie Nahrungsmittel- und Kunststofftrocknen für genaue und schnelle Messungen.

Das DM70 liefert präzise Taupunkttemperaturen über einen großen Messbereich. Die Sonde kann direkt in Druckprozesse eingeführt werden und bietet kurze Ansprechzeiten auch bei Umstellung von Umgebungs- auf Prozessbedingungen. Das DM70 kann zudem als Werkzeug zum Ablesen der Ausgabewerte von fest montierten Vaisala-Taupunktmesswertgebern eingesetzt werden.

Die schnelle Ansprechzeit des DM70, die durch die Reinigungsfunktion des Sensors noch verbessert wird, sorgt für schnelle und genaue Daten. Der Sensor ist betauungs- und nässeunempfindlich. Seine Nutzungsoberfläche ist einfach zu verwenden, mit einem übersichtlichen graphischen LC-Display und Datenerfassungsfunktion.

Verwenden Sie unseren interaktiven Trocknungssimulator,  um Ihre Energie- und Kosteneinsparungen zu berechnen. Sie können auch das Vaisala-E-Book zur Druckluft herunterladen.