Reinigen von Rohrleitungen mit der Whirlwind-Technologie

Seit die BASF auf die Whirlwind-Technologie zum Ausschieben von Rohrleitungen setzt, hat sich nicht nur die Ausbeute verbessert sondern auch die Zeit für Produktwechsel verkürzt.

Effizientes Wirtschaften im laufenden Betrieb – das ist die Maxime in der produzierenden Industrie. Dabei steht für die Hersteller ein schneller Produktwechsel bei höchster Reinheit des Produktionsguts unter maximaler Ausbeute ganz oben auf der Wunschliste. Schon bei der Planung der Produktionsabläufe sollte darauf geachtet werden, dass möglichst wenig Mischphasen entstehen. Eine Option ist, das Produkt mit einem Hilfsmedium auszuschieben. Über Sensoren kann die Mischphase augrund ihrer chemikalischen und physikalischen Eigenschaften erkannt und das Ausschieben der Rohre automatisch ausgelöst werden. Als Methoden, die Mischphasen gänzlich vermeiden oder zumindest weitestgehend reduzieren, kommen nur Molchtechnik oder die Whirlwind-Technologie in Frage. Durch die Wahl des individuell am besten geeigneten Verfahrens kann der Anlagenbauer viele Stolpersteine aus dem Weg räumen,

damit auch schwierige Produkte unkompliziert, effektiv und nachhaltig im raschen Wechsel hergestellt werden können. Die Ruland Engineering & Consulting GmbH hat sich mit der Whirlwind-Technologie auf ein innovatives Verfahren spezialisiert, das auch in bestehende Produktionsanlagen reibungslos integriert werden kann und selbst bei komplizierten Rohrstrecken ganz einfach beste Ergebnisse liefert. Für ein Werk des BASF Konzerns modernisierte Ruland den bisherigen Prozess für Produktwechsel mit Reinigung. Seit über einem Jahr ist der Wirbelwind nun im Einsatz und hat bisher alle Erwartungen des Kunden voll erfüllt, denn neben einer signifikanten Ausbeutesteigerung, wird auch eine exzellente Reinigungsleistung erreicht.

Foto Tankzug-Anbindung

Inidividuelles Konzept für vorhandene Rohrleitungssysteme

Das gewachsene Rohrleitungsnetz bei der BASF benötigt ein flexibles System zum Ausschieben und Reinigen.

Die BASF Personal Care & Nutrition GmbH entwickelt, produziert und vermarktet am Standort Düsseldorf ein breites Sortiment an Inhaltsstoffen für die Kosmetikindustrie sowie für Haushalts- und Industriereiniger auf der Basis von nachwachsenden Rohstoffen. Die Anlage ist über die Jahre gewachsen und innerhalb des Werks verläuft der Füllbetrieb über ein weit verzweigtes Netz an Rohrleitungen. Von Tankzügen oder von Tanklagern läuft die Verrohrung zu mehreren Abfüllwaagen und einer Tankzugverladung. Die Beschaffenheit des Rohrleitungssystems schränkt die Möglichkeiten für eine Reinigung ein: Die Vielzahl von Verzweigungen, Schlauchkoppelstellen, Ventilknoten und die Instrumentierung machen den Einsatz der Molchtechnologie unrentabel. Für einen Luftwirbel sind derartige Rohrleitungselemente allerdings kein Hindernis. Durch ihre große Flexibilität bietet die Whirlwind-Technologie unter diesen Bedingungen eine ideale Chance, Prozesse zu vereinfachen und den Ertrag zu optimieren.

Foto Whirlwind-Einbindung am Behälter

Vor der Lösung kommt die Analyse

Um Potenzial für schnellere Produktwechsel und höhere Ausbeute im Rohrleitungssystem zu identifizieren, startete Ruland mit Versuchsreihen und einer detaillierten Anlagenanalyse.

Getestet wurde die Reinigungsfähigkeit  zunächst mit den jeweiligen Produkten der BASF Personal Care & Nutrition auf der Ruland-eigenen Testanlage in Neustadt. Die Anlage in Düsseldorf selbst wurde einer detaillierten Analyse unterzogen, um die Ausgangssituation genau bewerten zu können. Wie häufig bei Chemieanlagen anzutreffen, war die Verrohrung ungeeignet, um mit den gängigen Verfahren einen ökonomischen Produktwechsel mit anschließender Reinigung befriedigend zu bewältigen. Einbauten wie T-Stücke mit toten Enden, große Nennweitensprünge, komplizierte Streckenführung und nicht auf Hygiene optimierte Instrumentierung sind generell wenig reinigungsfreundlich, die Reinigung dauert lange und ist nicht zuletzt wegen der hohen Ausschussmenge kostenintensiv. Der Einsatz von Molchtechnik wäre nur unter der Voraussetzung möglich gewesen, das komplette Rohrleitungssystem neu zu konzipieren und „molchfähig“ zu machen.

Bei der Anlage der BASF in Düsseldorf war es den Planern von Ruland jedoch möglich, den Aufwand sehr gering zu halten: Die Whirlwind-Technologie ist so flexibel, dass es ausreichend war, das Rohrleitungsnetz nur punktuell zu optimieren.

Zuvor erfolgte die Reinigung der Anlage hauptsächlich mittels Dampf und Wasser. So entstand ein hoher Anfall an produktbelastetem Spül- und Reinigungswasser, dessen Entsorgung mit hohen Kosten zu Buche schlug. Nicht nur aus ökonomischen Gründen, sondern auch im Sinne der konzerneigenen Nachhaltigkeitsstrategie wünschte die BASF für die Modernisierung eine Technologie, die Abwässer vermeidet oder zumindest verringert. Ebenfalls reduzierbar war die Zeit, die für die Reinigung benötigt wird – ein Faktor, der sich bei häufigen Produktwechseln multipliziert.

Foto Reinigungsstation

Nachhaltige Reinigung von Rohrleitungen

Das Whirlwind-System zeigte sich als ideale technische Lösung für die anspruchsvollen Voraussetzungen vor Ort.

Nachdem das bestehende System genauestens analysiert und alle Schwachstellen identifiziert und dokumentiert waren, entwickelte das Planer-Team von Ruland Engineering & Consulting ein erstes Konzept für die Optimierung. Hier zeigte sich deutlich das große Potenzial der Whirlwind-Technologie, gerade unter schwierigen Bedingungen. Die Module lassen sich einfach in bestehende Rohrleitungsanlagen integrieren. Sie sind nicht aufwändig konstruiert und deshalb vergleichsweise wartungsarm.

Ruland setzt die Methode bereits seit mehreren Jahren ein und hat eine entsprechende Expertise aufgebaut. Geschäftsführer Bernhard Scheller, der die Technologie als Pionier von Anfang an betreut hat, ist überzeugt: „Das Whirlwind-System hat Produktwechsel und die Zwischenreinigung von Rohrleitungen revolutioniert.“ Interessierte Unternehmen können vor Projektbeginn auch mit Fakten überzeugt werden:

„An unserem Firmensitz in Neustadt haben wir eine Testanlage.“, so Scheller. „Hier können wir für Kunden mit ihren eigenen Produkten Reinigungsversuche durchführen und im Vorfeld prüfen, wie Erfolg versprechend das System arbeitet.“ Ruland konnte über die Jahre eine Vielzahl von Messdaten zusammentragen, aus denen sich eindeutige Aussagen und Vergleichswerte ableiten lassen. Das zeigt genau, für welche Produkte sich der Einsatz auszahlt und sorgt beim Kunden für Sicherheit.

Im Falle des Düsseldorfer BASF-Werks entstanden vor der Modernisierung große Mengen an Abfallstoffen, für deren Entsorgung das Unternehmen hohe Aufwendungen hatte. Seit die neue Technologie im Einsatz ist, konnten diese Entsorgungskosten so stark reduziert werden, dass sich die Investition in kurzer Zeit amortisiert hat.

Foto cleaning station containers

Die Referenzwerte sprechen für sich

Auf Basis der detaillierten Situationsanalyse sowie der umfassenden Erfahrungen und Vergleichswerte konnte Ruland Zusagen hinsichtlich der Reinigungsleistung und Wirtschaftlichkeit des Whirlwind-Systems machen.

In den erwähnten Vorversuchen wurde nach einem kompletten Produktwechsel und Reinigungs-Zyklus mit Referenzprodukten auf einer definierte Rohrstrecke von 25 m auch der TOC-Wert gemessen und als Grundlage für die Abnahme auf einer vergleichbaren Rohrstrecke vor Ort herangezogen. Der von der BASF geforderte Grenzwert wurde dabei auf einer wesentlich längeren Strecke von 75 m deutlich unterschritten.

Seit Sommer 2016 ist das Whirlwind-System in Düsseldorf erfolgreich im Einsatz. Der zuständige Produktionsleiter der BASF in Düsseldorf resümiert: „Wir haben mit der Wahl dieser Technologie den richtigen Weg eingeschlagen und sind mit dem Ergebnis sehr zufrieden . Seit unsere Anlage entsprechend optimiert wurde, läuft die Produktion unter verbesserten Bedingungen. Produktwechsel gehen einfacher und deutlich schneller vonstatten, wir haben viel weniger Produktabfall – und die Investition hat sich innerhalb von 2 – 3 Jahren bereits gerechnet.“

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