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Wirtschafts- und Betriebswissenschaften

Doris EBERHARD (2011)

QM Junior

"Homogenitätsanalyse von Feststoffmischungen" (Masterarbeit)


Kunststoffe werden selten als unbehandeltes Polymerisat zu Halbzeugen oder Fertigprodukten weiterverarbeitet. Spezielle technologische Eigenschaften und Verarbeitbarkeit werden erst durch Zusatz von Füll- und Verstärkungsstoffen, Weichmachern, Gleitmitteln, Farbstoffen und Stabilisatoren erreicht. Eine einwandfreie und überall gleichmäßige Materialqualität des Extrudats ist nur dann gegeben, wenn eine gleichmäßige Einmischung dieser Zuschlagstoffe erreicht werden kann, deshalb kommt der Feststoffmischung als Vormischen eine entscheidende Bedeutung zu. Werden die Zuschlagstoffe nicht oberflächig durch Bindekräfte fixiert oder nicht unmittelbar nach dem Mischen im Granulat gebunden, können Entmischungen beim Absacken und beim Transport eintreten, weil zwischen Polymerisat und Zuschlagstoffen meist erhebliche Unterschiede in Form, Korngröße und Gewicht vorhanden sind.

In dieser Masterarbeit wurde nun erstmals ein Ansatz für ein Bewertungsverfahren für die Qualität der Homogenität der Feststoffmischung, welche dem Extruder über die pneumatische Feststoffförderungsanlage von den vorgeschalteten Mischaggregaten zugeführt wird, erstellt. Aufbauend auf diesem definierten Qualitätskriterium wurde in weiterer Folge ein Qualitätsbewertungskonzept erstellt, um unterschiedliche Misch- bzw. Fördersysteme miteinander vergleichen zu können. Die Realisierung des entwickelten Qualitätsbewertungskonzeptes erfolgte in einer eigens entwickelten Messstation. Abschließend erfolgte eine Fehlerabschätzung der Messstation und die Konzeptüberprüfung anhand der ersten Versuchsreihe, um verifizieren zu können, wie reproduzierbar die entwickelte Messstation arbeitet. Dabei wurden der Homogenitäts- bzw. der Qualitätsunterschied zweier definierter Normmischungen aufgrund unterschiedlicher Förderstrecken gezeigt:

  • Die Homogenität der Mischung, welche die Dosier- bzw. Mischeinheit verlässt
  • Die Homogenität der Mischung, welche sich nach einer 10 m langen horizontalen Förderstrecke im Materialtrichter ergibt
  • Die Homogenität der Mischung, welche sich nach einer 10 m langen vertikalen Förderstrecke im Materialtrichter ergibt

Es zeigte sich, dass die entwickelte Granulatmischungsentnahme- und Auswertestation gut reproduzierbare Testergebnisse liefert. Des Weiteren ergab sich kein merklicher Unterschied bei gleichbleibenden Rahmenbedingungen zwischen der horizontalen und vertikalen Förderung. Vielmehr wurde bewiesen, dass der Einfluss des Mischers um ein Vielfaches höher ist als die Lage der Förderstrecke.

 


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