Automatische Entsorgung von Verpackungsresten

Einem Großproduzenten von Getränkekartons aus der Schweiz kam es bei der Modernisierung seines Systems zur Produktionsrestbehandlung vor allem auf mehr "elektronische Intelligenz", Ökonomie und Ökologie nach aktuellem Stand der Technik an. Venti Oelde überzeugte den Kunden durch eine schlüsselfertige moderne Anlage.

Blick auf die äußere Anlagentechnik
Blick auf die äußere Anlagentechnik

Als relativ ungewöhnlich für Abfall- und Staubentsorgungsprozesse in der Papier-, Druck und Verpackungsmittelindustrie erschien zunächst der Forderungskatalog eines Projektes, das Venti Oelde vor kurzem verwirklichte. Verlangt waren die entsorgungstechnische Verkettung verschiedener Produktionssegmente, maximale Anlagenverfügbarkeit, Automatisierungsflexibilität unter Berücksichtigung von Störgrößen aus dem Betriebsablauf sowie sicherheits- und betriebswirtschaftliche Effizienz. Im Mittelpunkt der Überlegungen stand eine kontinuierliche Rund-um-die-Uhr-Absaugung von Prozessstäuben, Randstreifen und Stanzabfällen aus zwei Werken mit je drei Endfertigungslinien. Der Verpackungsmittelhersteller wollte hierfür redundante Zuverlässigkeit und mehr Funktionalität über die Substitution bisheriger Insellösungen sowie eine ökologisch korrekte und ökonomisch vorteilhaftere Reststoffverwertungs- oder Entsorgungslogistik. Umgesetzt werden sollte dies durch Installation sowie Nutzung vollautomatisierter Entsorgungstechnik. Zur Gewährleistung der Funktionalität ausersehen war eine auch mit "älteren" Fertigungsbereichen zu verkettende Prozesssteuerung. Am Ende des Pflichtenheftes stand eine höhere betriebsinterne energetische Nutzung der nicht nur als Verbundmaterial, sondern auch sortenrein anfallenden Produktionsrückstände.

Randstreifenabsaugung
Randstreifenabsaugung

Anspruchsvolle Herausforderung

Die Umsetzung dieses Forderungskataloges führte zu einer Engineering-Lösung, die substanziell auch anderen Betrieben Vorteile erschließen könnte. Sie zeichnet sich aus durch ein variables Reaktions- und Technologiepotenzial, das Funktionalität und Anlagenverfügbarkeit sichert, unbeeinflusst von:

  • temporären Produktionsspitzen
  • prozesstechnischen Abweichungen und
  • diversen, theoretisch möglichen und tatsächlich auftretenden Störungen des vielstufigen Fertigungsprozesses.



Die Verhinderung von Stillständen der weitverzweigten Entsorgungslinien erhielt oberste Priorität.

Die bei der Werkeröffnung von einem heute nicht mehr aktiven Produzenten installierte Entsorgungslösung mit ihrer Konzentration auf klassische Ballenpressen erschien langfristig beurteilt als zu kosten- und personalintensiv.

Da der Betreiber in drei Schichten ganzjährig ununterbrochen produziert, fallen Randstreifen, Stanzabfälle und Verpackungsmittelreststoffe in erheblichen Mengen an, teilweise sortenrein - teilweise als Verbundmaterial. Denn Getränkekartons sind Verpackungen, die zu 75 % aus Karton, zu 21 % aus Polyethylen und zu 4 % aus Aluminium bestehen.

Ausschnitt aus der Entsorgungshalle mit pneumatischer und mechanischer Förderung
Ausschnitt aus der Entsorgungshalle mit pneumatischer und mechanischer Förderung

Tiefgreifender Ansatz

Betriebssicherheit und die Sicherung der Gesamtrentabilität gaben daher Anlass zur ständigen Beobachtung und Infragestellung auch bereits bewährter Prozessabläufe.

Von Vorteil - aus monetärer Sicht - ist die Inanspruchnahme externer Spezialisten. Ingenieure aus Oelde kannte der Betreiber bereits aus anderen Projekten. Verpackungsmittelproduktion sowie Papier- und Kunststoffdruck sind Arbeitsfelder, in denen Venti auf umfangreiches Know-how zurückgreifen kann. Die bisherigen Projekte schlossen meist das prozessrelevante Umfeld ein. Dadurch steigerten alle Nutzer die Effizienz ihrer Arbeitsabläufe. Die Erfassung, Zerkleinerung und der Transport von Produktionsabfällen, die automatische Weiterbehandlung von Zuschnittresten und Makulatur bis zur Brikettierung oder Verpressung in Großbehältern oder Big Bags gehören inzwischen zu standardisierten Angeboten. Entstaubung ist ein weiteres Tätigkeitsfeld. Darüber hinaus können mit modernen Konzepten beispielsweise der Lufthaushalt in Produktionsgebäuden geregelt, Über- und Unterdruck ausgeglichen, prozessrelevante Temperaturbereiche gesteuert und die optimale Luftfeuchtigkeit am Arbeitsplatz gewährleistet werden.

Bemerkenswert beim Projekt war, dass die Produktionsverantwortlichen konträr zur vorherrschenden Praxis handelten: Meist werden Überlegungen und Investitionen erst bei extremer Häufung von Ausfällen oder Anlagenstillständen initiiert. Mehrfache Planänderungen oder die zeit- und kapitalintensive Integration von "Flickwerk" in bestehende oder nachgebesserte Strukturen sind dann "teure" Folgen. Doch der Verpackungsmittelproduzent reagierte rechtzeitig und kostenbewusst: Direkt im Anschluss an erste Produktivitätsanalysen wurde Venti mit der Optimierung von Primär- und Sekundärprozessen beauftragt. Dazu gehörten:

  • Gebäude
  • Entsorgungsanlagen
  • das Materialflusskonzept
  • die technologische Verkettung der Produktionsplätze - inklusive Vernetzung von älteren und neuen Prozessbereichen mit Sensorik, Mess- und Steuerungselektronik
  • Vollautomatisierung sowie
  • Überwachung und Personalbedarfsanalysen.




Reaktionsnetzwerk und Verbundlösung

Das Ergebnis ist eine Reststoffabsaugung und -verpressung mit hohem Automatisierungsgrad.

Das Konzept kennzeichnen:

  • Zwei dezentral mit jeweils 35.000 m³/h Luftleistung unabhängig arbeitende Anlagensysteme
  • moderne Erfassungs- und Abscheidetechnik unmittelbar an den Entstehungsorten sowie
  • variierbare Austragungswege.



Bei Bedarf kann jedes primär einem Produktionswerk zugeordnete System auch für den jeweils anderen Werksbereich arbeiten oder für Spitzenleistungen miteinander kombiniert werden. Vollautomatisiert saugt, filtert, zerkleinert und transportiert das flexible Entsorgungssystem jetzt mehr als eine Tonne Randstreifen, Materialreste und Staubpartikel pro Stunde ab. Daran schließt sich die rechnergesteuerte Aufteilung und Zuführung zur sortenreinen, internen energetischen Nutzung oder zur Verpressung für die externe Reststoffverwertung an. So lässt sich zum Beispiel PE-Randbeschnitt innerhalb der Fertigung in ausgewählten Produktionsbereichen wieder im Rohstoffkreislauf verwenden. Alternativ kann man ihn auch von externen Aufbereitern regranulieren, teilweise sogar mit Altverpackungen recyceln und ressourcenschonend einer neuen Verwertung zuführen. Die Reststoffe ersetzen bei der Zementherstellung als Energieträger fossile Brennstoffe wie Erdöl. Rückstände aus der Produktion lassen sich auch im Werk thermisch verwerten und unterstützen maßgeblich die Warmwasser-, Wärme- und Stromversorgung.

Der Optimierung von Containerlogistik und Transportkosten dienlich ist die Verpressung der Randstreifen, Stanz- und Schnittabfälle. Fünf 20-Fuß-Container mit Füllstandswächter stehen für die Aufnahme der komprimierten Reststoffe zur Verfügung. Sobald das definierte Füllgewicht erreicht ist, geschieht Folgendes:

  • Es erfolgt ein vollautomatischer Containerwechsel
  • der Abholdienst wird informiert
  • die Zufahrtstore werden auf der Abholstrecke entriegelt / für eine induktive Öffnung kodiert und
  • der Gesamtprozess für die EDV dokumentarisch erfasst.



Mit Hilfe von Visualisierungsroutinen in den beiden autarken Steuerschränken sowie in der zentralen Überwachungsstation des Werkes sind - im Bedarfsfall - manuelle Eingriffe in den vollautomatisierten Gesamtablauf möglich.

Je nach Anwendungsfall kommen unterschiedlichen Funktions- und Automatisierungselemente zum Einsatz, so dass die vorgestellte Anlage eine effiziente technische Möglichkeit von vielen darstellt.

Randstreifen- und Verpressungsanlage schematisch dargestellt.
Randstreifen- und Verpressungsanlage schematisch dargestellt.