Anlagen zur Herstellung von gemahlenem Calciumcarbonat (GCC) stehen immer wieder vor demselben Problem. Die Mühle läuft, aber der Klassierer trennt nicht mehr sauber. Die Energiekosten steigen. Ein Kunde verlangt eine feinere Körnung, die die bestehende Anlage nicht liefern kann. Dann muss der Betreiber zwei Optionen abwägen: den Klassierer modernisieren oder die gesamte Mahl- und Klassieranlage ersetzen. Kosten, Energieverbrauch, Durchsatz und Ausfallzeiten entscheiden darüber, welche Option die bessere ist.
Was eine Nachrüstung eines Klassifikators ändert
Eine Nachrüstung ersetzt die Separator Innerhalb einer bestehenden Produktionslinie. Mühle, Aufgabevorrichtung, Förderanlage und Staubabsaugung bleiben an ihrem Platz. Der neue Sichter verarbeitet das gleiche Aufgabematerial und führt das Grobmaterial der gleichen Mühle wieder zu.
Der Sichter bestimmt die Trenngrenze. Ein verschlissener oder veralteter Separator lässt feines Fertigpulver zurück in die Mühle fallen. Die Mühle mahlt dann das bereits spezifikationskonforme Produkt erneut, was unnötig Strom verbraucht. Durch eine Nachrüstung wird ein Sichter mit schärferem Trenngrad installiert, sodass weniger Fertigpulver in die Mühle zurückfließt und mehr Motorleistung für die Zufuhr von neuem Material zur Verfügung steht.
EPIC Powder Machinery fertigt zwei Klassiererfamilien speziell für diese Anwendung. Die ITC-Serie ist ein vertikaler Einrotor-Klassierer mit einem Trennbereich von D97 5 bis 200 µm. Die HTS-Serie verwendet einen Horizontalrotor und deckt die Feinstklassierung von D97 3 bis 45 µm ab. Beide lassen sich in bestehende geschlossene Mahlanlagen integrieren und ersetzen einen alten Separator ohne bauliche Veränderungen oder Fundamentänderungen.
Was für ein kompletter Produktwechsel!
Bei einem kompletten Anlagenaustausch werden die Mühle, der Klassierer und oft auch die Zuführ- und Sammelanlagen entfernt. Die Installation beginnt auf einer leeren Fläche.
Dieser Prozess setzt den Verschleiß entlang der gesamten Anlage zurück. Mühlenauskleidungen, Sichterschaufeln, Lüfterräder und Rohrleitungen werden komplett erneuert. Das Projekt ermöglicht zudem den Einsatz einer größeren Mühle, eines Mehrrotor-Sichters oder einer anderen Mahltechnologie, die im aktuellen Gebäude nicht realisierbar ist.
Warum der Energieklassifikator die gesamte Energierechnung der Leitung beeinflusst
Bei einem kompletten Anlagenaustausch werden die Mühle, der Klassierer und oft auch die Zuführ- und Sammelanlagen entfernt. Die Installation beginnt auf einer leeren Fläche.
Dieser Prozess setzt den Verschleiß entlang der gesamten Anlage zurück. Mühlenauskleidungen, Sichterschaufeln, Lüfterräder und Rohrleitungen werden komplett erneuert. Das Projekt ermöglicht zudem den Einsatz einer größeren Mühle, eines Mehrrotor-Sichters oder einer anderen Mahltechnologie, die im aktuellen Gebäude nicht realisierbar ist.
Warum der Energieklassifikator die gesamte Energierechnung der Leitung beeinflusst
Bei einem kompletten Anlagenaustausch werden die Mühle, der Klassierer und oft auch die Zuführ- und Sammelanlagen entfernt. Die Installation beginnt auf einer leeren Fläche.
Dieser Prozess setzt den Verschleiß entlang der gesamten Anlage zurück. Mühlenauskleidungen, Sichterschaufeln, Lüfterräder und Rohrleitungen werden komplett erneuert. Das Projekt ermöglicht zudem den Einsatz einer größeren Mühle, eines Mehrrotor-Sichters oder einer anderen Mahltechnologie, die im aktuellen Gebäude nicht realisierbar ist.
Warum der Energieklassifikator die gesamte Energierechnung der Leitung beeinflusst
Die Vermahlung von Calciumcarbonat ist ein energieintensiver Prozess. Ultrafeines Calciumcarbonat kann 80 kWh oder mehr pro Tonne verbrauchen, und dieser Wert steigt rapide an, je kleiner die Zielkorngröße wird. Strom ist der größte Kostenfaktor bei den meisten Anlagen zur Herstellung von feinem Calciumcarbonat.
Ein Großteil dieser Energie geht verloren, wenn der Klassierer nicht optimal arbeitet. Jede Tonne Pulver mit der richtigen Korngröße, die zur Mühle zurückgeführt wird, muss erneut separiert werden, was Luft, Lüfterleistung und Betriebsstunden des Mühlenmotors kostet. Ein Klassierer mit der richtigen Trennleistung und einem geringen Druckverlust vermeidet diese Nachbearbeitung. Aus diesem Grund bewirkt der Austausch des Klassierers oft eine größere Energieeinsparung als eine neue Mühle allein, da die Mühle in einem geschlossenen Kreislauf den größten Teil ihrer Energie für die Verarbeitung des vom Klassierer zurückgeführten Materials aufwendet.
Die Kostenlücke
Eine Modernisierung kostet nur einen Bruchteil einer kompletten Produktionslinie. Der Klassierer und seine Installation kosten in der Regel 10 bis 20 Prozent des Preises einer kompletten Mühlen- und Klassiereranlage bei gleicher Produktionsleistung. Die Ausfallzeiten sind kurz. Die meisten Klassierer-Austausche sind in zwei bis drei Tagen abgeschlossen.
Ein kompletter Anlagenaustausch ist teurer und führt zu längeren Stillstandszeiten. Fundamentarbeiten, die Montage der Walzmaschine sowie Änderungen an Elektrik und Rohrleitungen verlängern die Stillstandszeiten um Wochen. Das Werk verliert zudem die Produktionsmenge, die es in diesem Zeitraum produziert hätte – und jeder Produktionsausfall bedeutet bares Geld, insbesondere bei einer Anlage, die jede produzierte Tonne verkauft.
Energie und Durchsatz: ein praktisches Beispiel
Betrachten wir eine Fertigungslinie, die D97-Calciumcarbonat mit einer Partikelgröße von 10 µm mit einer Kapazität von 4 Tonnen pro Stunde herstellt. Die Linie läuft 7.000 Stunden im Jahr und produziert somit 28.000 Tonnen. Die Stromkosten betragen 0,10 US-Dollar pro kWh.
Vor der Modernisierung verbraucht die Leitung 80 kWh pro Tonne. Der jährliche Gesamtverbrauch beträgt 2.240.000 kWh bzw. 224.000 US-Dollar.
Durch die Nachrüstung mit einem hocheffizienten HTS-Klassierer wird der spezifische Energieverbrauch um 16 Prozent gesenkt. Die Anlage verbraucht dann 67,2 kWh pro Tonne, und der jährliche Stromverbrauch sinkt auf 188.160 US-Dollar. Die Einsparung beträgt 35.840 US-Dollar pro Jahr.
Derselbe neue Klassierer steigert den Durchsatz oft um 15 bis 25 Prozent durch eine schärfere Trennung und einen geringeren Druckverlust. Wenn die Anlage die zusätzliche Produktion verkauft, verkürzt sich die Amortisationszeit. Bei einem Strompreis von 0,12 US-Dollar pro kWh steigt die Energieeinsparung auf derselben Produktionslinie auf etwa 43.000 US-Dollar pro Jahr. Angenommen, die Modernisierung kostet inklusive Installation 55.000 US-Dollar. Allein die Energieeinsparungen amortisieren die Investition bei einem Strompreis von 0,10 US-Dollar pro kWh in etwa 18 Monaten. Höhere lokale Strompreise verkürzen diese Zeit. Der Durchsatzzuwachs verkürzt die Amortisationszeit weiter, sofern die Anlage die zusätzlichen Tonnen verkaufen kann. Branchenzahlen für Klassierer-Modernisierungen geben die typische Amortisationszeit mit 6 bis 12 Monaten an, da die meisten Modernisierungen Energieeinsparungen mit dem zusätzlichen Absatz kombinieren.
Wann sich eine Nachrüstung lohnt
Eine Modernisierung lohnt sich, wenn die Mühle selbst noch viele Jahre funktionsfähig ist und bereits die vom Markt geforderte Feinheit erreicht. Die eigentlichen Probleme liegen im Klassierer: hoher Energieverbrauch, zu weiche Trennleistung, zu viel Überkorn, das in die Mühle zurückgeführt wird, oder eine maximale Korngröße, die der vorhandene Separator nicht ausreichend zurückhält. Der Austausch des Klassierers behebt diese Probleme kostengünstig und mit minimalen Ausfallzeiten.
Nachrüstungen sind auch dann sinnvoll, wenn die Anlage eine feinere Trennstufe benötigt, als der aktuelle Separator verarbeiten kann, die Mühle diese aber noch beschickt. Für einen Produktionslauf, der von D97 20 µm auf D97 10 µm reduziert wird, ist unter Umständen nur ein schnellerer Klassierer erforderlich, keine neue Mühle.
Wenn ein kompletter Mannschaftsaustausch gewinnt
Wenn die Mühle den Engpass darstellt, ist ein kompletter Anlagenaustausch die beste Lösung. Verschleißte Mühlenauskleidungen, erschöpfte Mahlkörper, ein Mühlenkörper am Ende seiner Lebensdauer oder eine Durchsatzleistung weit unter dem Bedarf deuten alle auf dasselbe hin. Ein neuer Klassierer kann eine Mühle, die ihn nicht beschickt, nicht reparieren.
Ein Austausch ist auch dann sinnvoll, wenn die Anlage ein deutlich feineres Produkt oder ein wesentlich größeres Volumen verarbeiten muss, als es die aktuelle Anlage bewältigen kann. Neue Kapazität, ein größerer Mehrrotor-Klassierer oder ein anderes Mahlverfahren erfordern eine neue Anlage, kein Anbauteil.
Drei Prüfpunkte, die die beiden Fälle unterscheiden
Drei Messgrößen entscheiden über die meisten Entscheidungen.
Zuerst muss ermittelt werden, wo die Trennleistung abnimmt. Dazu wird der Trennschnitt des Produkts mit dem angegebenen Bereich des Klassierers verglichen und der Zustand der Mühle überprüft. Falls der Klassierer den Zieltrennschnitt nicht halten kann, die Mühle aber ansonsten einwandfrei läuft, ist eine Nachrüstung erforderlich.
Zweitens: Ermitteln Sie den Energiepreis. Lesen Sie den spezifischen Energiewert in kWh pro Tonne ab und multiplizieren Sie ihn mit dem lokalen Tarif. Die Berechnung im obigen Beispiel lässt sich direkt auf die Werte des jeweiligen Kraftwerks übertragen.
Drittens sollte geprüft werden, ob das Werk mehr produzieren kann. Eine Steigerung des Durchsatzes rentiert sich nur, wenn die zusätzlichen Tonnen eine Gewinnspanne erzielen. Ein Werk, dessen Nachfrage begrenzt ist, profitiert weniger von einem höheren Durchsatz als eines, das jede zusätzliche Tonne verkauft.
EPIC Powder Machinery führt Probeklassierungen an Kundenproben durch, bevor Anlagen spezifiziert werden. Dieser Schritt zeigt, ob die bestehende Mühle in Kombination mit einem neuen ITC- oder HTS-Klassierer die Zieltrenngrenze erreicht. Genau diese Information entscheidet darüber, ob eine Nachrüstung oder ein Austausch sinnvoll ist.
Die ITC- und HTS-Luftklassierer
Der ITC-Serie ist ein vertikaler Einrotor-Luftklassierer. Seine elf Modelle umfassen Klassierermotoren von 4 kW bis 110 kW und Luftvolumina von 1.200 bis 150.000 m³/hDer Partikelgrößenbereich umfasst D97 5 bis 200 µmDie Klassiereffizienz erreicht 60 bis 90 Prozent. Der Vertikalrotor verarbeitet Calciumcarbonat, Kaolin, Talkum, Quarz und Glimmer und lässt sich direkt in geschlossene Kreislaufsysteme mit Kugelmühlen und Walzenmühlen integrieren.
Der HTS-Serie verwendet einen horizontalen Klassierrotor zur Ultrafeinklassierung bei D97 3 bis 45 µmEs ist als Einrotormodell von Größe 70 bis 1000 und als Mehrrotormodul von 200/4 bis 630/6 erhältlich. Die Klassifizierungseffizienz beträgt 60 bis 80 ProzentDie Mehrrotorversionen steigern die Leistung für GCC-Linien mit hohem Durchsatz.
Beide Baureihen bilden ein vollständig geschlossenes System mit Zyklonabscheider, Staubabscheider und Saugzugventilator und lassen sich in bestehende Mühlenanlagen integrieren. Die Rotordrehzahl wird über einen Frequenzumrichter geregelt, sodass ein einzelner Klassierer je nach Produktzusammensetzung zwischen verschiedenen Trennstufen wechseln kann.
Bei einer Kalksteinanlage, deren Mühle noch funktionsfähig ist, amortisiert sich die Modernisierung der Klassieranlage in weniger als zwei Jahren, oft sogar in weniger als einem Jahr, und das zu einem Bruchteil des Preises einer neuen Anlage. Ein kompletter Anlagenaustausch lohnt sich nur dann, wenn die Mühle selbst die Produktionsmenge, die Feinheit oder die Lebensdauer begrenzt.
Episches Pulver
Episches Pulver Wir entwickeln Mahl- und Klassiersysteme für Mineralien, Chemikalien, Lebensmittel und Pharmazeutika. Mit über 20 Jahren Erfahrung in der Pulververarbeitung finden wir die passende Mühle für Ihre gewünschte Partikelgröße und Kapazität. Teilen Sie uns Ihre Materialanforderungen mit, und wir empfehlen Ihnen eine erprobte Lösung.
Vielen Dank fürs Lesen. Ich hoffe, mein Artikel war hilfreich. Hinterlassen Sie gerne einen Kommentar. Sie können sich auch an den Online-Kundendienst von EPIC Powder wenden. Zelda „Für weitere Fragen.“
— Emily Chen, Ingenieur
