Archiv Papiertechnik

Optimal mit Hackschnitzeln befüllt

Im Unterschied zu kontinuierlich arbeitenden Zellstoffkochern werden Batchkocher chargenweise befüllt. Mit einem einfachen, aber robusten Grenzschalter kann stets die optimale Befüllung erreicht werden.

Dipl.-Ing. Christian Langensiepen, Branchenmanagement Papierindustrie, VEGA Grieshaber KG, Schiltach

Bei manchen Kocherkonstruktionen muss man sich an die optimale Befüllung mit einer Prüflanze „herantasten“. Das kostet wertvolle Zeit und führt nicht selten zu einer Überfüllung, die aufwändig entfernt werden muss. Der folgende Beitrag zeigt, wie in der integrierten Zellstoff- und Papierfabrik Sappi Ehingen mit einem Grenzschalter die optimale Befüllung erreicht wird.

Sappi ist einer der weltweit führenden Hersteller von hochwertigem gestrichenem Feinpapier. Das Werk in Ehingen an der Donau ist eine hochmoderne, integrierte Zellstoff- und Papierfabrik. Hier sind höchste Standards in der Prozess- und Automatisierungstechnik realisiert.

Rohmaterial für die Zellstofflinie sind Hackschnitzel aus Buche und Fichte heimischen Ursprungs. Für die Papiermaschine PM 6 werden bei Sappi in Ehingen rund 135 000 t Zellstoff im Jahr „zubereitet“.

Kochen rund um die Uhr
Die Hackschnitzel werden in Silos gelagert und über ein ausgeklügeltes System von Transport- und Fahrwagenbändern den acht Kochern zugeführt.

Befüllung unter Dampf
Zur Befüllung wird zunächst der Domdeckel geöffnet und der Kocher geprüft. Dann wird das Befüllrohr abgesenkt und im Kocherdom verankert. Der Befüllvorgang startet und die Hackschnitzel gelangen im freien Fall in den Kocher. Im Dom werden sie durch Heißdampf beschleunigt und tangential in den Kocher eingeblasen. Das sichert eine gleichmäßige Befüllung und schließt gleichzeitig die Hackschnitzel durch Benetzung mit Heißdampf für den Kochvorgang auf. Auf diese Weise werden in nicht einmal 30 Minuten 70 t Hackschnitzel geladen.

Die maximale Befüllung erfassen
Bisher musste hier immer wieder die Befüllung mit einer Prüflanze ertastet und rechtzeitig gestoppt werden. Das kostete wertvolle Zeit und führte nicht selten zu einer Überfüllung mit festsitzenden Hackschnitzeln, die aufwändig „bergmännisch“ entfernt werden mussten. Doch mit welcher Messtechnik könnte man unter diesen Prozessbedingungen die Befüllung sicher erfassen?

Hier trat die werkseigene Abteilung Automation auf den Plan, die in Kooperation mit dem VEGA-Vertrieb einen kapazitiven Kompaktgrenzschalter VEGACAP vorschlug, sozusagen eine „elektronische Prüflanze“. Ein solcher Schalter, eingebaut in einen Behälter, bildet mit der Behälterwand einen elektrischen Kondensator. Dessen Kapazität wird durch die integrierte Elektronik gemessen. Das Füllgut, in diesem Fall die Hackschnitzel, bilden das Dielektrikum und lösen bei Bedeckung ein Schaltsignal in der Elektronik aus. Es wird über einen integrierten Relaiskontakt an das Leitsystem weitergegeben und so die Befüllung rechtzeitig gestoppt.

Bei der Versuchsmessung mit einem Grenzschalter in vollisolierter Standardausführung stellte sich aber heraus, dass das Gerät den Prozessbedingungen nicht standhielt: Die PFTE-Elektrodenisolation war beschädigt und der Elektrodenstab verbogen. Ursache waren Abrasion durch Hackschnitzel mit heißem Dampf sowie auftretende Querkräfte.

Die Lösung
Deshalb wurde eine teilisolierte Elektrode VEGACAP 62 mit Abschirmrohr und insgesamt 1800 mm Länge eingesetzt.

Das robuste Abschirmrohr ist messtechnisch inaktiv, das heißt, die Elektrode spricht in diesem Bereich nicht an. Aufgrund seines Aufbaues aus Edelstahl mit 40 mm Durchmesser bietet es die erforderliche Stabilität gegen Querkräfte und die Möglichkeit einer zusätzlichen Befestigung der Sonde. Die Sondenspitze ist messtechnisch aktiv. Sie ist ebenfalls aus Edelstahl und 16 mm stark.

In dieser Ausführung hielt die Sonde den rauen Betriebsbedingungen stand und hat von da ab wesentlich zum

sicheren Betrieb des Kochers und zur reproduzierbaren Befüllung beigetragen. Aufgrund der guten Erfahrungen wurden inzwischen alle acht Kocher mit VEGACAP 62 ausgerüstet und sind seit circa neun Monaten erfolgreich in Betrieb.