Der vermehrte Einsatz von Rezyklaten und Rohstoffen aus unterschiedlichen Quellen macht es anspruchsvoller, Extrusionsprozesse unter Kontrolle zu halten. Mit dem Inline-Viskosimeter Visco-P kann der Prozess stabilisiert und gleichzeitig überwacht werden.
Wann ist der richtige Zeitpunkt, um die Qualität des Produktes zu überwachen? Vor dem Prozess kann über Stichproben die Qualität der Rohware bewertet und freigeben oder gesperrt werden. An fertigen Produkten ist eine 100-%-Kontrolle schwierig, teuer und letztendlich zu spät, da der Fehler häufig nicht mehr behoben werden kann. Dies führt zu weiteren Kosten und gegebenenfalls zur Neuproduktion einer ganzen Serie.
Während des Prozesses werden Kennwerte wie Massedruck, Massetemperatur, Extruderdrehzahl, Schichtdicken und ähnliche Parameter aufgezeichnet und bei Bedarf ausgewertet. Doch die eigentlichen Materialeigenschaften, die sich durch Materialzusammensetzung, Additiv- und Farbgehalt, Temperatur, Druck und Scherung verändern können, werden nicht gemessen und können folglich nicht zur Qualitätssicherung herangezogen werden.
Das Inline-Viskosimeter Visco-P von Promix-Solutions, Winterthur (Schweiz), ist im doppelten Sinne hilfreich für die Qualität in der Extrusion. Zum einen homogenisiert das installierte Messmodul die Polymerschmelze und zum anderen misst es die reale Viskosität der gesamten Schmelze unter Prozessbedingungen und in Echtzeit.
Messmodul mit Druck- und Temperatursensoren. (Foto: Promix Solutions)
Die speziell auf den Prozess abgestimmten Messmodule homogenisieren die Schmelze inklusive zugesetzter Additive und Farben. Natürlich gilt dies auch für Mischung aus Neuware, B-Ware, Recyclaten und Regranulaten. Ein weiterer Nebeneffekt ist eine homogene Einstellung der Temperatur über den Rohrquerschnitt. All diese Effekte führen zu einem gleichmäßigeren Endprodukt und können zu Einsparungen bei der Farb- oder Additivdosierung führen.
Zusätzlich dient das Messmodul als Kapillare zur online Viskositätsmessung. Über bekannte Verfahrensparameter wie Materialtyp, Durchsatz, Massetemperatur und den Druckverlust über dem Messmodul wird die reale Viskosität bestimmt und in Echtzeit als Kurve und Zahlenwert ausgegeben. Neben der Viskosität werden die aktuelle Massetemperatur und die Scherrate grafisch dargestellt. Alle anderen wichtigen Parameter werden als Zahlenwert angezeigt und gespeichert.
Analyse eines mit Promix Solutions Visco-P aufgezeichneten Trend Charts. (Foto: Promix Solutions)
Die Umrechnung von realer Viskosität in die Lösungsviskosität (IV) für PET gehört ebenso zur Ausstattung wie die Umrechnung der Viskosität in den MFR für Polyolefine und ähnliche Materialien. Dies erleichtert dem Nutzer die Vergleichbarkeit der angezeigten Werte mit den Vorgaben. Vom Benutzer frei wählbare Ober- und Untergrenzen für die Viskosität führen zu einem Alarm und zeigen dem Bediener die aktuellen Abweichungen zum Sollwert. Anschließend durchgeführte Anpassungen und ihre Auswirkungen auf den Prozess und damit die Viskosität werden direkt auf dem Visco-P sichtbar und erleichtern dem Maschinenführer die Korrekturmaßnahmen.
Da alle relevanten Daten für zwölf Monate gespeichert werden, können entsprechende Auswertungen auch nach Ablauf der Produktion ausgelesen und bewertet werden. Hierzu gibt es beim Visco-P drei Möglichkeiten. Über eine externe Schnittstelle (bspw. FeldBus oder ProfiNet) können die Daten direkt an eine andere Steuerungseinheit gesendet und dort verarbeitet werden. Die Daten können via TeamViewer oder einen USB-Stick ausgelesen, gespeichert und durch einen externen Computer ausgewertet werden. Die dritte Möglichkeit ist im Visco-P integriert und erstellt einen Report über die Viskosität mit allen relevanten Rahmenbedingungen und statistischen Auswertung mit Maximalwert, Minimalwert, Durchschnittswert, Abweichung, Cp und Cpk. Zusätzlich wird die Viskosität über den Betrachtungszeitraum mit Ober- und Untergrenze graphisch dargestellt. Der Graph kann auf der X- und Y-Achse nach den Bedürfnissen des Nutzers angepasst werden. Start- und Endzeit des Reports sind ebenfalls durch den Bediener frei wählbar. Besonders komfortabel ist die Erstellung eines solchen Berichtes über die Start-Stopp-Funktion. Hierbei startet der Maschinenführer die Aufzeichnung der Werte in einen Report über die Start-Taste und beendet die Aufzeichnung mit der Stopp-Taste. Das Visco-P erzeugt direkt einen Report für die gefertigte Charge. Dieser Report kann der Charge beigefügt werden und ergänzt somit die Qualitätsdaten der gefertigten Ware.
Das Display des Inline-Viskosimeters ist übersichtlich und bedienerfreundlich. (Abb.: Promix Solutions)
Somit stellt das Visco-P eine hilfreiche Ergänzung zur Qualitätskontrolle vor und nach der Produktion dar. Durch die bessere Durchmischung der Komponenten bei gleichzeitiger Überwachung der Viskosität wird die Verarbeitung von recyceltem Material oder viskositätsbeeinflussenden Additiven wie z. B. Kettenverlängerern bei PET erleichtert.
Das Visco-P ist mit allen gängigen Extruderbauarten kompatibel und kann in bestehenden Anlagen nachgerüstet werden. Es kann für nahezu alle Polymere eingesetzt werden und ist einfach zu bedienen.
