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Industriegetriebe sorgen für schonende Mischprozesse

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Acht große und zehn kleine Mischer des Maschinenbauers Lödige sollen zukünftig Instantsuppen und Bouillon-Mischungen für den Westafrikanischen Markt herstellen. Nord Drivesystems lieferte für diesen Großauftrag die passenden Industriegetriebe.

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Die fünf Lödige Pflugscharmischer Typ FM 300 mit den Nord-Flachgetrieben sollen entlang der Prozesskette trockene Premixe vorproduzieren, die dann in den großen Mischern weiterverarbeitet werden.
Die fünf Lödige Pflugscharmischer Typ FM 300 mit den Nord-Flachgetrieben sollen entlang der Prozesskette trockene Premixe vorproduzieren, die dann in den großen Mischern weiterverarbeitet werden.
(Bild: Gebr. Lödige Maschinenbau GmbH)

Schüttgüter mischen, trocknen und granulieren – damit kennt sich die Gebrüder Lödige Maschinenbau GmbH besonders gut aus. Über 80 Jahre verfahrenstechnische Erfahrung stecken in jedem der kundenspezifisch konzipierten Mischer, Trockner oder Reaktoren, die Lödige weltweit von der Lebensmittel- und Pharmaindustrie bis in die Chemie- und Baustoffindustrie liefert.

Mit der Entwicklung des Pflugscharmischers gelang den Lödige-Ingenieuren 1949 eine Revolution in der Mischtechnik. Pflugscharmischer erreichen eine hohe Mischgüte bei kurzen Mischzeiten und hervorragender Produktschonung. Sie arbeiten nach dem von Lödige entwickelten Schleuder- und Wirbelverfahren. Das Mischgut wird dabei von den Schaufeln immer total erfasst, sodass es keine bewegungsarmen Zonen gibt. Mit dieser Technologie kann man verschiedene Verfahrensschritte kombinieren, zum Beispiel das Mischen, Granulieren und Trocknen eines Produktes.

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Pflugscharmischer für unterschiedliche Mischaufgaben

Die Pflugscharmischer der Baureihe FKM arbeiten chargenweise und kommen in nahezu allen Industrien für unterschiedliche Mischaufgaben zum Einsatz.

Aufgebaut sind sie aus einer horizontalen zylindrischen Trommel, in der die zentrisch gelagerte, mit Pflugscharschaufeln versehene Welle das Produkt in ein mechanisch erzeugtes Wirbelbett versetzt. Durch die intensive Vermischung und den dadurch bedingten häufigen Kontakt der Partikel mit der optional beheizbaren Apparatewand kann eine hohe Wärmeübertragung ohne örtliche Überhitzung erzielt werden. Die Intensität der Partikelbewegung nimmt während der Trocknung mit sinkender Feuchte und Viskosität des Mischgutes zu.

Acht große und zehn kleine Pflugscharmischer

Für einen Lebensmittelhersteller in Westafrika baute Lödige in einem Großauftrag acht große und zehn kleinere Mischer, die in einem komplett neu errichteten Produktionswerk unter anderem Instantsuppen und Bouillon-Mischungen für den westafrikanischen Markt herstellen sollen. Nord Drivesystems aus Bargteheide lieferte die nötigen Antriebe für alle 18 Pflugschar-Chargenmischer der Baureihe FKM. Dass die vielseitigste Maschine im Lödige-Programm von sehr trockenen Pulvern bis hin zu klebrigen und teils flüssigen Substanzen Produkte nahezu jeder Konsistenz verarbeiten kann, ist insbesondere für die Bouillon-Produktion wichtig.

Für verschiedene Rezepturen müssen Pulver mit hohem Salz- und Zuckeranteil, farbgebende Substanzen, Aromaöle, Gewürze, geschmolzene Fette wie Palm- und Hühnerfett sowie weitere Flüssigkeiten zu einer möglichst homogenen Mischung verarbeitet werden. Das ist wegen der unterschiedlichen Löslichkeiten der Rezepturbestandteile in Fett und Wasser eine anspruchsvolle Aufgabe. Außerdem soll eine definierte Quellung trockener Stärkeanteile in den nassen Phasen erreicht werden. Die fertige Bouillon wird dann zu Suppenwürfeln gepresst, die in Folie eingeschlagen und umverpackt an den Handel geliefert werden. Instantsuppen oder gekörnte Brühen werden in Gläser, Stickpacks, Standbodenbeutel oder Schlauchbeutel abgefüllt. Dabei kommt es auf die Rieselfähigkeit und Dosierbarkeit des Produktes an. Die Pflugschar-Chargenmischer müssen für jede Rezeptur und jede Charge schnell, genau und reproduzierbar die gewünschten Eigenschaften erzeugen.

So sieht das Antriebssystem der Mischer aus

Herzstück des Mischers ist die Antriebswelle, auf der die präzise berechneten und ausgerichteten Schaufeln des Mischwerks sitzen und die erforderliche mechanische Energie mit der richtigen Geschwindigkeit schonend in das Mischgut einbringen. Die Industriegetriebe von Nord Drivesystems übertragen die bis zu 110 kW Motorleistung auf die Antriebswellen der Mischer.

„Einen so großen internationalen Auftrag wickeln wir auch nicht jeden Tag ab. Da ist es wichtig, dass mit den Zulieferern alles reibungslos läuft und man sich auf bedingungslose Qualität und den weltweiten Service verlassen kann. Bei Nord Drivesystems hat das Gesamtpaket gestimmt und wir sind mit der Durchführung des Projektes sehr zufrieden,“ sagt Christian Schilken über die Projektzusammenarbeit. Er arbeitet seit dreieinhalb Jahren bei Gebrüder Lödige und ist für den Vertrieb von Maschinen für die Lebensmittelbranche sowie die Kosmetik- und Pharmaindustrie verantwortlich.

Anwendertreff Mechatronische Antriebstechnik

Im Fokus des Anwendertreffs Mechatronische Antriebstechnik stehen die mechanischen Komponenten Getriebe, Kupplungen und Bremsen sowie deren Auslegung, Dimensionierung und Zusammenspiel im mechatronischen Gesamtsystem.

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Getriebe und Getriebemotoren präzise auslegen

Die Getriebeexperten von Nord Drivesystems standen seit Ende 2015 wegen des Mischerprojektes mit den Projektverantwortlichen bei Lödige in Kontakt, um die präzise Auslegung aller Getriebe und Getriebemotoren für die Anforderungen des Anwenders vorzunehmen.

Die passenden Serienprodukte und die erforderlichen Ausstattungsmerkmale mussten detailliert ermittelt werden, um eine präzise Auslegung gewährleisten zu können. Nord konnte anschließend schnell liefern, sodass bereits im April 2016 die Abnahme durch Lödige im Nord-Stammsitz in Bargteheide mit anschließender Auslieferung nach Paderborn erfolgte.

Christian Schilken erinnert sich: „Die Zusammenarbeit lief effizient und reibungslos. Wir mussten die Teile nur an die 18 Mischer montieren und konnten die Geräte nach kurzen Tests ohne Probleme für die Inbetriebnahme nach Westafrika verschiffen.“

Stirnradgetriebe und Kupplungen für die großen Mischer

Die acht großen Mischer haben ein Bruttovolumen von jeweils 3000 l und können eine Tonne Produkt pro Charge erzeugen.

Nord Drivesystems lieferte dafür acht Stirnradgetriebe nebst Kupplungen vom Typ SK7207V mit einer 140 mm × 250 mm Vollwelle, die mit einer Übersetzung von 14,20:1 und bis zu 1480 min–1 ein Abtriebsdrehmoment von 10.078 Nm zur Verfügung stellen. Die 486 kg schweren zweistufigen Getriebe liegen bei den elf Baugrößen der Nord-Industriegetriebe im Mittelfeld. Das Unternehmen baut diesen Getriebetyp auch für Drehmomente von bis zu 250.000 Nm als Blockgetriebe.

Die Fertigung aller Lagerstellen und Dichtflächen in einer Aufspannung sorgt für eine hohe Achsgenauigkeit und geräuscharmen ruhigen Lauf sowie für eine längere Lebensdauer bei geringerem Wartungsaufwand. So gibt es bei einem einteiligen Industriegetriebe zum Beispiel keine Trennfuge im Gehäuse und damit auch keine drehmomentbeaufschlagten Dichtflächen.

Nicht zuletzt hinsichtlich des geplanten Rund-um-die-Uhr-Betriebs des neuen Produktionswerkes ist ein zuverlässiger und wartungsarmer Betrieb essenziell.

Stirnradgetriebemotoren für die kleinen Mischer

Vier weitere Chargenmischer mit je 1200 l Produktionsvolumen bestückte Nord mit kompletten zweistufigen Stirnradgetriebemotoren, die mit 30 kW Motorleistung und einem Übersetzungsverhältnis von 12,52:1 bis zu 2415 Nm Drehmoment an die Antriebswellen liefern.

Fünf kleinere Chargenmischer mit 15 kW Flachgetriebemotoren mit Hohlwelle und Abtriebsmomenten von 1061 Nm produzieren entlang der Prozesskette trockene Premixe vor, die dann in den großen Chargenmischern weiterverarbeitet werden. Für die Produktentwicklung orderte der Auftraggeber noch einen 130-Liter-Labormischer mit 7,5 kW Stirnradgetriebemotor dazu. Die Getriebemotoren lieferte Nord montagefertig und betriebsbereit befüllt mit lebensmitteltauglichem Öl der Klasse CLP PG H1 220.

Kurze dicke und lange dünne Typen des gleichen Mischers

Die Anschluss-Stutzen und Anbauteile der Mischer baute Lödige auf Kundenwunsch bei allen Produktionsmischern einheitlich dimensioniert und austauschbar. Ihre wahre Kompetenz im kundenspezifischen Mischerbau zeigten die Lödige-Experten aber bei den 3000-Liter-Mischern, die aufgrund unterschiedlicher Raumhöhen beim Anwender in zwei unterschiedlichen Geometrien angefertigt werden mussten: Sowohl kurze dicke, als auch lange dünne Typen wurden vom gleichen Mischer gebaut. Trotzdem haben beide Varianten exakt die gleichen Mischeigenschaften und das gleiche Nord-Industriegetriebe an der Antriebswelle.

Christian Schilken resümiert: „Über 80 Jahre Know-how im Mischerbau machen Vieles möglich. Aber ohne zuverlässige Antriebskomponenten wie die Nord-Industriegetriebe läuft auch unsere Prozesstechnik nicht. Deshalb sind zuverlässige und professionelle Partner das A und O im Maschinenbau.“

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