Rührprozesse sind gängige der Produktion vorgelagerte Prozesse oder sogar Kernprozesse. Reproduktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit sind zwei der wichtigsten Schlagworte.

Richtig effektiv und vor allem intelligent werden Rührprozesse mit der passenden Steuerung, die den Vorgang präzise regelt.

Teil 1 unserer zweiteiligen Reihe zeigt Ihnen, welche Faktoren für den Rührprozess wichtig sein können. Sei es, um die Qualität zu sichern oder Arbeitsschritte zu optimieren. Daraus schlussfolgern wir die Notwendigkeit einer Regelung und intelligenten Steuerung.

Teil 2 (folgt in Kürze) beantwortet Ihnen, wie eine Steuerung funktionieren kann und welche Möglichkeiten es gibt. Dabei wird geklärt: Wie gewährleiste ich Reproduktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit dauerhaft? Wie erreiche ich das ohne großen Personaleinsatz? Wie funktioniert das bei pneumatischen, wie bei elektrischen Rührwerken?

Bevor wir einsteigen: Selbstverständlich stehen Ihnen unsere Experten auch jederzeit für individuelle Fragen zur Verfügung. Kontaktieren Sie uns einfach unter +49 8134 25 797 0 oder info@ptm-mechatronics.com oder nutzen Sie unser Kontaktformular.

Legen wir los mit der Frage, warum dauerhaftes Rühren oder Aufrühren in Produktionsprozessen von Bedeutung sein kann:

Eine Vielzahl von Zwischen- oder Endprodukten, die als Flüssigkeiten oder Texturen daherkommen, sind Gemische. Sie bestehen schlussendlich aus mehreren Inhaltsstoffen. Diese werden im Rührprozess ineinander homogenisiert, wie etwa Schokolade oder Fruchtgummimasse in der Lebensmittelindustrie, Cremes oder Seren in der Kosmetik oder Lack, in der Chemie. Nehmen wir das Beispiel Lack, sind das beispielsweise Bindemittel, Pigmente, Öle, Harze, Füllstoffe, Additive und Lösemittel.

Manche dieser Gemische, wie zum Beispiel besagter Lack, trennen sich schnell in ihre Einzelbestandteile auf, sobald sie nicht mehr gerührt werden. Deshalb müssen sie entweder stetig gerührt oder vor ihrer Weiterverwendung oder dem Abfüllen aufgerührt werden.

Welche Faktoren sind wichtig für den Rührprozess?

Der Rührprozess unterliegt einigen passiven und einigen aktiven Aspekten, die Beachtung finden sollten, um ein rundherum gutes Ergebnis zu erhalten. Diese möchten wir Ihnen im Folgenden aufzählen. Wir stellen Ihnen Fragen vor, die sich Ihnen dazu stellen könnten.

Viskosität der gerührten Substanz

Die Viskosität, also die Zähflüssigkeit, eines Rührguts kann sich im Laufe eines Rührprozesses ändern. Das kann mehrere Gründe haben:

1. Im Verlauf des Verarbeitungsprozesses werden verschiedenden Substanzen mit unterschiedlichen Viskositäten ineinander homogenisiert. Stoffe mit niedrigerer Viskosität machen das Mischgut flüssiger, solche mit hoher Viskosität zäher.

2. Nehmen wir das Beispiel des Lackrührens: Das Lösemittel ist ein flüchtiger Bestandteil im Gemisch. Es verdunstet. Damit wird die Viskosität des Lacks zunehmend zäher. Lösemittel wird nachgegossen und der Lack wird wieder flüssiger.

Fragen: Wie kann ich die Viskosität kontinuierlich messen? Wie kann ich die Drehzahl des Rührwerks an die unterschiedlichen Zustände anpassen? Wieviel Lösemittel muss im Beispiel des Lackrührens nachgegossen werden, um die perfekte Viskosität wieder herzustellen? Wie kann die Rühranlagen das Nachfüllen des Lösemittels vollkommen selbstständig erledigen?

Füllstand im Rührbehälter ändert sich

1. Der Füllstand im Rührbehälter kann sich zum einen durch Verdunsten der Substanzen, wie bereits oben erwähnt, ändern.

2. Zur Weiterverwendung oder zum Abfüllen wird ein Teil des Inhalts entnommen, zum Beispiel über eine Sauglanze oder ein Abfüllsystem. Oder es werden weitere Komponenten dem Inhalt hinzugegeben, so dass der Füllstand ansteigt.

Der Füllstand beeinflusst die Drehzahl des Rührwerks maßgeblich. Durch das Entnehmen von Inhalten nimmt der Widerstand am Rührorgan ab, die Drehzahl steigt ungewollt an. Ergebnis könnte zum Beispiel Schaumbildung durch zu intensives Rühren sein oder das Ansteigen von Scherkräften. Durch Zugabe von Inhalten nimmt der Widerstand wieder zu. Das Rührwerk muss ein höheres Drehmoment entwickeln, um die Homogenität konstant zu halten.

Fragen: Wie erreiche ich, dass das Rührwerk einen niedrigeren und höheren Füllstand erkennt und Drehzahl und Drehmoment ganz automatisch anpasst?

Luftverbrauch – Kosteneinsparpotential

1. Je nach Einsatz verbraucht ein Rührwerk mehr oder weniger Druckluft. Auch gibt es eklatante Unterschiede im Verbrauch zwischen verschiedenen Rührwerkstypen, etwa dem energieintensiven Lamellenmotor und dem sparsamen Radialkolbenmotor. Hier lassen sich hohe Einsparpotenziale nutzen, wenn der Verbrauch von Druckluft gemessen wird.

2. Manche Medien müssen nicht stetig gerührt werden, sondern beispielsweise nur kurz vor Verbrauch oder der Abfüllung. Damit ergeben sich Rührpausen, etwa nachts. Damit kann der Verbrauch an Druckluft minimiert werden, was sich nicht nur in der Umweltbilanz niederschlägt, sondern auch bei den Kosten.

Fragen: Wie messe ich exakt meinen Verbrauch und wie passe ich meinen Prozess immer möglichst energiesparend an die Rahmenbedingungen an?

Unterschiedliche Substanzen, unterschiedliche Arbeitsschritte

1. Besonders flexibel werden Rühranlagen, wenn sie unterschiedliche Substanzen rühren können. Dafür werden eventuell unterschiedliche Drehzahlen oder Drehmomente benötigt, die entsprechend am Rührwerk eingestellt werden müssen.

2. Manche Prozesse bestehen aus aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten. Zum Beispiel, wenn zuerst ein flüssiger Bestandteil hinzugegeben wird, dann ein fester. Diese beiden Schritte benötigen eine unterschiedliche Drehzahl, um eine homogene Masse herzustellen.

Fragen: Wie kann ein Rührwerk unterschiedliche Arbeitsschritte automatisch ohne Personaleinsatz nacheinander vollziehen? Wie erreiche ich, dass ich unterschiedliche standardisierte Arbeitsschritte nicht jedes Mal neu manuell einstellen muss? Wie kann ich ein Rührwerk auf standardisierte Rühranforderungen unterschiedlicher Substanzen einstellen, ohne jedes Mal neu justieren zu müssen?

Auf all diese Fragen ist eine individuelle Steuerung die Antwort. Die PTM mechatronics entwickelt hierzu die eco-Control, eine zentrale Überwachung und Steuerung. Sie wertet einerseits alle notwendigen Messgrößen zuverlässig aus und ermöglicht andererseits die exakte Regelung dieser. Über gängige Schnittstellen ist die Einheit leicht und unkompliziert in jede übergeordnete Prozessautomation zu integrieren, um dort regelmäßige Status- und Feedbackmeldungen zu erhalten. Damit ist der Rührvorgang kein undurchsichtiger Prozess mehr, sondern systematisiert, kontrolliert und sicher.

Haben wir Ihr Interesse geweckt? Dann verpassen Sie nicht unseren 2. Teil, der sich ausführlich mit den Funktionen einer Steuerung befasst und die Möglichkeiten einer umfassenden Automation sowohl für pneumatische wie auch elektrische Rührwerke aufzeigt. Teil 2 folgt in Kürze.

Solange müssen Sie natürlich nicht warten. Gerne können Sie uns auch jetzt schon Ihre Fragen zum Thema stellen. Wir beraten Sie gerne persönlich zum Einsatz einer intelligenten Steuerung in Ihrer Anwendung. Kontaktieren Sie unsere Experten: +49 8134 25 797 0 oder info@ptm-mechatronics.com.

Wüßten Sie gerne mehr speziell zum Thema „Lack rühren“? Dann lesen Sie auch unseren Fachartikel „Lacke effizient und wirtschaftlich rühren“ in der Fachzeitschrift JOT Journal für Oberflächentechnik.

PTM mechatronics – wir bringen Bewegung in besondere Umgebungen.