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Das Pro­blem: Ver­här­teter In­halt in Big Bags

Be­deu­tung von Big Bags für die schütt­gut­ver­ar­bei­ten­de In­dus­trie

Entleeren eines Big Bags
Abbildung 1: Entleeren eines Big Bags.

In Big Bags wer­den heu­te tau­sen­de von Schütt­gü­tern welt­weit zum Teil über gro­ße Ent­fer­nun­gen trans­por­tiert. 

Seit ih­rer Ein­füh­rung vor gut drei­ßig Jah­ren sind Big Bags als Groß­g­ebin­de für die un­ter­schied­lichs­ten Schütt­gü­ter in der Che­mie-, Phar­ma- und Le­bens­mit­tel­tech­nik un­ent­behr­li­ch ge­wor­den, da sie

  • von Schütt­gut­her­stel­lern stau­barm und ge­wichts­ge­n­au be­füllt wer­den kön­nen,

  • als Ein­weg­ge­bin­de kei­ne Leer­fahr­ten von LKW wie beim Ein­satz von Schütt­gut­con­tai­nern er­for­dern und

  • beim Schütt­gut­ver­ar­bei­ter im Re­gel­fall über den am Bo­den des Big Bag an­ge­näh­t­en Ent­leer­schlauch al­lein durch die Schwer­kraft ent­leert wer­den kön­nen.

 

 

War­um las­sen si­ch Big Bags manch­mal nicht ent­lee­ren?

Big Bag mit Bodenverdichtung
Abbildung 2: Big Bag mit Bodenverdichtung
Voll ausgehärteter Big Bag
Abbildung 3: Voll ausgehärteter Big Bag

Das in ei­nem Big Bag ver­pack­te Schütt­gut kann si­ch ver­fes­ti­gen. Man spricht auch von ver­här­tetem, ver­ba­cke­nem oder ver­klump­tem In­halt. Da­bei ent­ste­hen mehr oder we­ni­ger gro­ße Klum­pen, im un­güns­tigs­ten Fall ver­här­tet der ge­sam­te In­halt des Big Bags zu ei­nem Mo­no­blo­ck.

Sind die Klum­pen so groß, dass sie nicht durch den Aus­lauf­schlauch pas­sen, so kann der Big Bag nicht mehr ent­leert wer­den. 

Um zu ver­ste­hen, war­um si­ch ein Schütt­gut ver­fes­tigt, muss man von sei­nen phy­si­ka­li­schen Ei­gen­schaf­ten aus­ge­hen.

Schütt­gü­ter kön­nen

  • si­ch auf­grund Ih­rer Mi­kro­struk­tur durch Be­we­gung wäh­rend des Trans­ports ver­dich­ten. Die Ver­dich­tung tritt vor al­lem im Bo­den­be­reich des Big Bags auf, so dass er nicht mehr oh­ne wei­te­res ent­leert wer­den kann.

  • hy­gro­sko­pi­sch sein, wie zum Bei­spiel Sal­ze. Die­se neh­men wäh­rend Trans­port und La­ge­rung Feuch­tig­keit aus der Um­ge­bung auf, was zum teil­wei­sen oder völ­li­gen Aus­här­ten des Big Bags füh­r­en kann.

  • tem­pe­ra­tur­emp­find­li­ch sein, wie zum Bei­spiel Wach­se. Bei hin­rei­chend nied­ri­ger Schmelz­tem­pe­ra­tur kann es, vor al­lem im Som­mer, zur Bil­dung von Klum­pen kom­men. 

Big Bag mit uneinheitlicher Aushärtung
Abbildung 4: Big Bag mit uneinheitlicher Aushärtung.

Ob und in wel­chem Aus­maß der In­halt ei­nes Big Bags si­ch ver­fes­tigt, hängt da­her für ein ge­ge­be­nes Schütt­gut von den Be­din­gun­gen ab, un­ter de­nen der Big Bag ge­la­gert und trans­por­tiert wird. Da­bei kommt es nicht nur auf die Wer­te von zum Bei­spiel Luft­feuch­tig­keit oder Tem­pe­ra­tur an, son­dern auch dar­auf, wie lan­ge der Big Bag die­sen Be­din­gun­gen aus­ge­setzt ist.

Das Pro­blem ist be­kannt – Stand der Tech­nik

Ma­schi­nen, die Big Bags mit ver­här­tetem schütt­gut­ar­ti­gem In­halt ent­leer­bar ma­chen sol­len, wer­den fast so lan­ge an­ge­bo­ten, wie es Big Bags gibt.  

Die Be­zeich­nun­gen für sol­che Ma­schi­nen va­ri­ie­ren je nach Her­stel­ler:

  • Hy­drau­li­sche Big Ba­g-­Press­vor­rich­tun­gen

  • Big Bag Con­di­tio­nier­an­la­gen

  • Hy­drau­li­sche Big Bag Pres­se

  • Big Bag Zer­klei­ne­rungs­ma­schine

  • Big Bag Pres­se

Wo kei­ne Ma­schi­nen zur Ver­fü­g­ung ste­hen, um ver­här­tete Big Bags ent­leer­bar zu ma­chen, wird oft ver­sucht, den In­halt mit dem Press­luft­ham­mer zu zer­klei­nern. Wenn das nicht ge­lingt, fährt man auch schon mal mit dem Ga­bel­stap­ler ge­gen den Big Bag. Sol­che Me­tho­den brau­chen viel Zeit, das Ri­si­ko, dass der Big Bag da­bei be­schä­digt wird ist hoch und es be­steht auch Ver­let­zungs­ge­fahr für die Mit­ar­bei­ter, die den Big Bag ent­leer­bar ma­chen sol­len.

Was für Ma­schi­nen gibt es?

Big Bag-Presse
Abbildung 5: "Big Bag-Presse"

Bei den meis­ten Ma­schi­nen wird der Big Bag  mit Kran oder Ga­bel­stap­ler  zwi­schen sym­me­tri­sch rechts und links da­von an­ge­ord­ne­ten, hy­drau­li­sch an­ge­trie­be­nen Werk­zeu­gen  po­si­tio­niert, die si­ch in ei­ner ho­ri­zon­ta­len Ebe­ne be­we­gen. Der Big Bag wird be­ar­bei­tet, in­dem die Werk­zeu­ge vor- und zu­rück­ge­fah­ren wer­den. Die wirk­sa­men Ober­flächen der Werk­zeu­ge sind klein im Ver­hält­nis zu der zu be­ar­bei­ten­den Quer­schnitts­fläche des Big Bags. 

Werkzeug-Hubvorrichtung
Abbildung 6: Werkzeug-Hubvorrichtung

Um den Big Bag in sei­ner gan­zen Höhe be­ar­bei­ten zu kön­nen, wer­den die Werk­zeu­ge selbst hy­drau­li­sch an­ge­ho­ben und ab­ge­senkt.

Anheben des Big Bags mit einem Kran.
Abbildung 7: Anheben des Big Bags mit einem Kran.

Der Big Bag kann auch mit ei­nem Kran zwi­schen den fest­ste­hen­den Werk­zeu­gen auf und ab be­wegt wer­den.

Hubtisch
Abbildung 8: Hubtisch

Bei an­de­ren Kon­struk­tio­nen ste­hen die Werk­zeu­ge fest, wäh­rend der auf ei­ner Pa­let­te ste­hen­de Big Bag mit Hil­fe ei­nes Hub­ti­sches be­wegt wird.

Mehrebenenpresse
Abbildung 9: Mehrebenenpresse

Ei­ne wei­te­re Lö­s­ung be­steht da­rin, meh­re­re Werk­zeug­paa­re übere­in­an­der an­zu­ord­nen, so­dass der Big Bag nicht auf und ab be­wegt wer­den muss.

Drehvorrichtung
Abbildung 10: Drehvorrichtung.

Al­le oben be­schrie­be­nen Ma­schi­nen kön­nen mit ei­nem Dreh­tel­ler (Dreh­plat­te) aus­ge­rüs­tet wer­den, da­mit der Big Bag auch von an­de­ren Sei­ten be­ar­bei­tet wer­den kann

Big Bag-Entleerstation
Abbildung 11: Big Bag-Entleerstation

Für den Fall, dass der Big Bag nicht nur ent­leer­bar ge­macht, son­dern auch gleich an Ort und Stel­le ent­leert wer­den soll, wer­den Ma­schi­nen an­ge­bo­ten, die nicht nur den ver­här­teten In­halt ei­nes Big Bags zer­klei­nern kön­nen sol­len, son­dern auch die Funk­tio­na­li­tät ei­ner Big Ba­g-Ent­leer­sta­ti­on auf­wei­sen.

Maschine mit Schaltschrank für Steuerung
Abbildung 12: Maschine mit Schaltschrank für Steuerung

Ma­schi­nen, die den Zer­klei­ne­rungs­vor­gang au­to­ma­ti­sch aus­füh­r­en kön­nen, sind mit ei­ner Spei­cher­pro­gram­mier­ba­ren Steue­rung aus­ge­rüs­tet. Um die Be­we­gun­gen der Werk­zeu­ge so­wie ge­ge­be­nen­falls von Kran oder Hub­ti­sch und Dreh­ti­sch auf­ein­an­der ab­zu­stim­men, müs­sen auf­wän­di­ge Schal­tun­gen ge­baut und kom­ple­xe Pro­gram­me er­stellt wer­den, be­son­ders dann, wenn der Be­ar­bei­tungs­ab­lauf an das im Big Bag ent­hal­ten Schütt­gut an­ge­passt wer­den muss. Der Be­die­ner muss das ge­eig­ne­te Pro­gramm über ei­ne gra­fi­sche Be­nut­zungs­schnitt­stel­le aus­wäh­len.

Kri­­tik der An­wen­­der an den her­­köm­m­­li­chen Ma­­schi­­nen

In Be­­trie­ben, die Ma­­schi­­nen an­wen­­den, um Big Bags en­t­­leer­bar zu ma­chen, ar­bei­­ten hoch­­­kom­pe­­ten­­te Fach­­leu­­te, die oft schon seit vie­­len Jah­­ren mit Big Bags zu tun ha­ben. Sie wis­­sen ge­­n­au, was schief ge­hen kann und wel­che An­­for­­de­­run­­­gen ei­­ne brauch­ba­­re Ma­­schi­­ne er­­fül­­len muss. Aus vie­­len Ge­­sprächen mit An­wen­­dern und In­­ter­es­­sen­­ten ken­­nen wir de­­ren Kri­­tik an der her­­köm­m­­li­chen Tech­­nik. Die wich­­tigs­­­ten Kri­­ti­k­­pun­k­­te möch­­ten wir hier nen­­nen:

„Es ent­ste­hen zu gro­ße Klum­pen, die nicht zer­bro­chen wer­den“

(Be­triebs­in­ge­nieur ei­nes Che­mie­un­ter­neh­mens in Rhein­lan­d-P­falz)

Abbildung 13: Klumpen werden verschoben.

Durch Ein­wir­kung der Werk­zeu­ge ent­ste­hen zwangs­läufig Klum­pen. Grö­ße und Be­schaf­fen­heit der Klum­pen hän­gen von Art und Zu­stand des Schütt­gu­tes ab. Je klei­ner die Werk­zeu­ge sind, um so we­ni­ger sind sie im Stan­de, bei noch­ma­li­gem Zu­fah­ren die im ers­ten Ar­beits­gang ent­stan­de­nen Frag­men­te wei­ter zu zer­bre­chen. Die­se wer­den viel­mehr durch die Werk­zeu­ge im In­ne­ren des Big Bags ver­scho­ben, aber nicht zer­bro­chen. Die Ent­leer­fäh­ig­keit kann so nicht er­reicht wer­den.

Fehlt ei­ne äu­ße­re Be­gren­zung, dann kann der Big Bag durch die Werk­zeu­ge sehr stark ab­ge­plat­tet wer­den.  Da­bei wer­den Klum­pen im In­ne­ren des Big Bag ver­scho­ben und von den Werk­zeu­gen nicht er­fasst, so­dass auch in die­sem Fall die Ent­leer­fäh­ig­keit nicht zu­stan­de kommt.

„Das Big Ba­g-­Ge­we­be reißt ein.“

(Be­triebs­lei­ter ei­nes Zu­lie­fe­rers der Ge­trän­keindus­trie in Nord­rhein-West­fa­len)

Spannungsverlauf und Einreißen des Gewebes
Abbildung 14: Spannungsverlauf und Einreißen des Gewebes.

Beim Werk­zeug­vor­schub kann es da­zu kom­men, dass

  • der ver­här­tete schütt­gut­ar­ti­ge In­halt des Big Bag nur im un­mit­tel­ba­ren Ein­wir­kungs­be­reich des Werk­zeugs bricht aber

  • der ver­här­tete In­halts des Big Bags ober­halb und un­ter­halb der Ein­wirk­stel­le des Werk­zeugs nicht ge­bro­chen wird.

In die­ser Si­tua­ti­on be­steht die Ge­fahr, dass das Bänd­chen­ge­we­be des Big Bags, das dem Werk­zeug fol­gen muss, un­ter Span­nung ge­rät und des­halb in dem in Ab­bil­dung 14 rot ge­färb­ten Be­reich reißt.

„Die Press­werk­zeu­ge lö­sen Klum­pen im Bo­den­be­reich des Big Bag nicht auf“

(Be­triebs­lei­ter ei­nes Spe­zi­al­che­mi­ka­li­en­her­stel­lers in Rhein­lan­d-P­falz)

Fehlende Wirkung im Bodenbereich
Abbildung 15: Fehlende Wirkung im Bodenbereich.

Bei man­chen der her­kömm­li­chen Ma­schi­nen wir­ken die Werk­zeu­ge nicht im Bo­den­be­reich des Big Bags. Ge­ra­de die­ser Be­reich ist aber von ent­schei­den­der Be­deu­tung für die Ent­leer­bar­keit, da dort der Ent­leer­schlauch aus dem Big Bag aus­tritt. Wenn auch nur ein gro­ßer Klum­pen über dem Ent­leer­schlauch liegt, kann der Big Bag nicht ent­leert wer­den.

„Das dau­ert viel zu lan­ge“

( Pro­duk­ti­ons­mit­ar­bei­ter ei­nes Che­mi­ka­li­en­her­stel­lers in Sach­sen-­An­halt)

Herkömmliche Maschinen brauchen zu viel Zeit und verbrauchen zu viel Energie
Abbildung 16: Herkömmliche Maschinen brauchen zu viel Zeit und verbrauchen zu viel Energie.

Die gro­ße Zahl der Pres­s- Hu­b- und even­tu­ell Dreh­vor­gän­ge, zu­zügl­i­ch der Rück­be­we­gun­gen, führt bei her­kömm­li­chen Ma­schi­nen da­zu, dass die Be­ar­bei­tung des Big Bags lan­ge dau­ert und viel Ener­gie ver­braucht.

„Das mit den Pro­gram­men war ja gut ge­meint, aber wir ha­ben jetzt un­se­rem Stap­ler­fah­rer ei­nen Be­dien­tas­ter hin­ge­hängt.“

(Be­triebs­lei­ter ei­nes Her­stel­lers von Spe­zi­al­sal­zen in Ba­den-Würt­tem­berg)

Tau­sen­de von Schütt­gü­tern wer­den in Big Bags trans­por­tiert und ge­la­gert. Ob und in wel­chem Um­fang der In­halt ei­nes Big Bags ver­här­tet, hängt je­doch nicht nur von den phy­si­ka­li­schen Ei­gen­schaf­ten des Schütt­gu­tes ab. Beim Trans­port und selbst bei län­ge­rer La­ge­rung im Big Bag kann es zur Ver­dich­tung des In­halts kom­men. Auch Um­welt­be­din­gun­gen wie Feuch­tig­keit und Tem­pe­ra­tur ha­ben Ein­fluss auf den Zu­stand des Big Ba­g-In­halts. Man kann da­her das Aus­maß der Ver­här­tung ei­nes be­stimm­ten Big Bags nicht vor­her­sa­gen, so dass stoff­spe­zi­fi­sche Steue­rungs­pa­ra­me­ter im All­ge­mei­nen sehr schwer zu fin­den sind und oft gar nicht ge­fun­den wer­den kön­nen. 

„Wir müs­sen die Vor­rich­tung an ver­schie­de­nen Or­ten ein­set­zen, auch im 5. Sto­ck“

( Be­triebs­meis­ter ei­nes Che­mi­ka­li­en­her­stel­lers in Sach­sen-­An­halt)

Maschine mit Drehtisch
Abbildung 18: Der Drehtisch muß am Boden verdübelt werden.

Vie­le der her­kömm­li­chen Ma­schi­nen kön­nen schon we­gen ih­rer Grö­ße nicht mo­bil ein­ge­setzt wer­den. Hin­zu kommt, dass sie oft an ih­rem Auf­stel­lungs­ort be­fes­tigt wer­den müs­sen, zum Bei­spiel durch Verdü­be­lung am Bo­den.

„Wir müs­sen Big Bags auf Pa­let­ten ste­hend mit ei­nem Ga­bel­hub­wa­gen ein­set­zen kön­nen“

Maschine mit Hubtisch
Abbildung 19: Durch den Hubtisch ist das Einfahren mit dem Gabelhubwagen nicht möglich.

In Ma­schi­nen, die ei­nen Hub­ti­sch, ei­ne Dreh­vor­rich­tung oder ei­nen sons­ti­gen Bo­den­rah­men ha­ben, kann man nicht mit ei­nen Ga­bel­hub­wa­gen ein­fah­ren

„Mit den gan­zen frei­lie­gen­den Hy­drau­lik­lei­tun­gen und sons­ti­gen Tei­len ist das doch nicht phar­ma­ge­recht.“

(Be­triebs­in­ge­nieur ei­nes Phar­ma­her­stel­lers in Hes­sen)

Abbildung 20: Material: Edelstahl. Konstruktion: Unverändert.

Ein son­st un­­ve­r­än­­der­­tes Ge­rät nur aus Edel­­stahl zu bau­en, wird den An­­for­­de­­run­­­gen im Phar­ma­be­­reich nicht ge­­recht. Ei­­ne phar­­ma­­tau­g­­li­che Ma­­schi­­ne muss gla­t­­te Ober­­flächen ha­ben, da­­mit sie leicht zu rei­­ni­­gen ist.

„Un­ser Pro­dukt ist so fluf­fig, dass der Big Bag beim ent­leer­bar­ma­chen um­zu­kip­pen droht“ 

Big Bag mit Inhalt von geringer Dichte
Abbildung 21: Wenn der Inhalt nur geringe Dichte hat, kann der Big Bag kippen.

Müs­sen Big Bags, de­ren In­halt ei­ne sehr ge­rin­ge Dich­te hat, auf Pa­let­te ste­hend ent­leer­bar ge­macht wer­den, so kön­nen sie ent­we­der schon in der Ma­schine oder spä­t­er beim Trans­port um­kip­pen.

„Bei stark ver­här­tetem In­halt kön­nen durch den Brech­vor­gang scharf­kan­ti­ge Klum­pen ent­ste­hen, die si­ch dann durch das Big Bag Ge­we­be boh­ren.“  

(Be­triebs­lei­ter ei­nes Zu­lie­fe­rers der Ge­trän­keindus­trie in Nord­rhein-West­fa­len)

Ein scharfkantiger Klumpen durchbohrt das Big Bag-Gewebe
Abbildung 22: Ein scharfkantiger Klumpen durchbohrt das Big Bag-Gewebe.

In al­len Zer­klei­ne­rungs­ma­schi­nen ist das zu zer­klei­nern­de Gut von sta­bi­len Wän­d­en um­ge­ben. Er­st da­durch, dass die Wän­de beim Zer­klei­ne­rungs­vor­gang Kräf­te auf­neh­men, wird die Zer­klei­ne­rung über­haupt mög­l­i­ch. Ein­zig bei Ma­schi­nen, die ver­här­tete Big Bags ent­leer­bar ma­chen sol­len, gilt es als „Stand der Tech­nik“ si­ch dar­auf zu ver­las­sen, dass die­se Kräf­te durch das Big Ba­g-­Ge­we­be voll auf­ge­nom­men wer­den kön­nen.

Se­hen Sie selbst wie schnell der Big Bag Bre­cher ei­nen Big Bag ent­leer­bar macht  und da­bei al­le oben ge­nann­ten An­wen­der­an­for­de­run­gen er­füllt! 

Ha­ben Sie Fra­gen? Ru­fen Sie uns an: 05151 / 942 742 2