S+S Separation and Sorting Technology GmbH sesotec.com

White Paper. Weniger Prozesskosten in der Chemie- und Pharmaindustrie durch Magnet-Separatoren

S+S Separation and Sorting Technology GmbH Regener Straße 130 94513 Schönberg www.sesotec.com

Inhaltsübersicht

1. Zukunftsbranchen Chemie- und Pharmaindustrie ........................................................................ 3 2. Höchste Qualitätsanforderungen im Fokus ................................................................................... 3 3. Lösungen für kundenspezifische Anforderungen ........................................................................ 4 4. Zusammenfassung: Vorteile der Magnettechnik ........................................................................... 7 5. Fazit ................................................................................................................................................... 7 6. Ausblick: Gemeinsam unschlagbar - Magnet- und Metall-Separator .......................................... 8

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In der Chemie- und Pharmaindustrie ist der Kosten- und Innovationsdruck sehr hoch. Mehr Gewinn über Preiserhöhungen zu erzielen ist fast unmöglich und Einsparungen in der Produktqualität verbieten sich von selbst. Maßnahmen zur Prozesskostenoptimierung rücken daher immer mehr in den Vordergrund. Ein Beispiel hierfür: Der Einsatz von Magnet-Separatoren sorgt in der Chemie- und Pharmaindustrie für Prozessstabilität, Produktreinheit und –sicherheit und damit für wachsenden Gewinn.

1. Zukunftsbranchen Chemie- und Pharmaindustrie Gestärkt aus der Krise in eine positive Zukunft.

Nach einem massiven Einbruch im Krisenjahr 2008/2009 befindet sich die Chemieindustrie seit Ende 2009 wieder auf einem sehr guten Wachstumskurs. Einen außergewöhnlich starken Wachstumsschub gab es zu Jahresbeginn 2010. Die Erwartungen für die Zukunft sind positiv [Quelle: ChemData, VCI]. Die Pharmaindustrie - vor allem die Biotechnologie – ist und bleibt weiterhin ein Wachstumsmarkt. In den BRIC-Ländern (Brasilien, Russland, Indien, China) ist mit überdurchschnittlichen Zuwächsen zu rechnen [Quelle: IMS health]. Hochinnovativ aber auch stark reguliert wird Process Analytical Technology (PAT), d.h. die Verlagerung der bisher nachgelagerten Qualitätskontrolle in den Herstellungsprozess, immer wichtiger.

2. Höchste Qualitätsanforderungen im Fokus Kleine Ursache, große Wirkung oder Wie ein winziges Metallteilchen den guten Namen ruinieren kann.

Die Anforderungen an Prozesskontinuität, Produktreinheit und -sicherheit sind in der Chemie- und Pharmaindustrie per se besonders hoch. Doch Metall ist überall, auch wenn die Oberflächen beschichtet sind. Metallische Verunreinigungen können durch Rohware, Verarbeitungsprozesse, Verschleiß, Wartungs- und Reparaturmaßnahmen oder durch das Personal in den Produktionsprozess gelangen. Metallverunreinigungen in den Produkten haben weitreichende Folgen: Anlagenschäden, kostspielige Reparaturen, Ausschussware, Neuproduktion, Terminverzug, Materialkosten. Und weit schwerwiegender: Imageverlust, Vertrauensverlust, Schadensersatzforderungen, Wettbewerbsnachteile.

Bild: Separation von Schüttgut im Freifall

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Bild: Magnetstab zur Qualitätskontrolle SMN9-HM-100

Wie zuvor angesprochen steht die Sicherheit in der Chemie- und Pharmaindustrie an erster Stelle. Die Wirtschaftlichkeit mit Aspekten wie höhere Ausbeute, weniger Verlust an Einsatzstoffen, hohe Anlagenverfügbarkeit und schnellere Reinigung gewinnt jedoch an Bedeutung. Verlässliche Partnerschaften sind hier gefragt. Ein spezielles Thema sind Multipurpose-Anlagen und die Nachrüstbarkeit von Separatoren (Thema PAT). Hier sind kundenspezifische und flexible Lösungen gefragt.

3. Lösungen für kundenspezifische Anforderungen Welche Magnetsysteme eignen sich besonders gut für die sensiblen Anforderungen in der Chemie- und Pharmaindustrie?

Magnet-Separatoren gibt es für fast alle kundenspezifischen Anforderungen. Die optimale Wahl eines Magnetsystems hängt von verschiedenen Schlüsselfaktoren, wie zum Beispiel Temperaturen, Fließeigenschaften, Durchsatzleistungen sowie spezifischen Produkteigenschaften ab. Aufgrund ihrer Konstruktion sind die Systeme mit Stabaufbau sehr effektiv. Mit den Polkonzentratoren können die von den Magneten erzeugten magnetischen Wirkfelder optimal gebündelt und verstärkt werden, wodurch die vergleichsweise sehr hohen Magnetfelddichten erreicht werden.

Bild: Schnittbild Stabmagnet

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Für die weiter steigenden Anforderungen an die Reinheit von sensiblen Produkten im Chemie- und Pharmabereich sind diese modernen und leistungsstarken Magnetseparatoren ein Muss. Von Standardausführung bis Spezialeinsatz - für jede Anwendung die passende Lösung

Die Applikationen können sehr vielfältig sein. Sie reichen von der Untersuchung von groben Schüttgütern bis hin zu feinsten Pulvern in Reinstraumanwendungen und pumpfähigen Medien. Aus diesem Grund ist auch die Auswahl an möglichen Magnetsystemen weitreichend.

Bild: Magnetkatalog

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Magnetgitter in anwendungsspezifischen Ausführungen stellen eine einfache aber effektive Magnet-Separation dar. Ein Rohrmagnetsystem wie die Magbox MXF kann einfach in eine existierende Rohrleitung integriert werden. Mit der versetzten Anordnung der Magnetstäbe werden beste Separationsergebnisse erzielt. In Rohrleitungen mit pneumatischer Förderung bei hohen Geschwindigkeiten oder mit Pumpförderung bei hohen Drücken können entsprechende Systemlösungen eingebracht werden. Zum Zweck der Automatisierung sind Geräte wie Magbox AutoClean bzw. Rotobox Auto-Clean anwendbar. Hier werden die Abreinigungszyklen individuell eingestellt und die Abreinigung von magnetischen Verunreinigungen erfolgt vollkommen automatisiert.

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Vorteile der Magnettechnik:

• Es werden nur die entsprechenden Verunreinigungen aus dem Produkt abgeschieden. Größere Verlustmengen wie z.B. durch zeitweise Auslenkung des kompletten Produktstromes können vermieden werden. • Fail-safe (auch bei Verlust der Netzspannung oder anderen Problemen leisten die permanent-magnetischen Separatoren weiterhin sicher und zuverlässig ihren Dienst) • Verhältnismäßig günstige Beschaffungskosten amortisieren sich in kurzer Zeit (meist bereits schon beim ersten vermiedenen Schaden) • Einfache Bedienung und Reinigung Ferrite: Ferromagnetische keramische Werkstoffe. Ferrite leiten den magnetischen Fluss sehr gut und haben eine hohe magnetische Leitfähigkeit (Permeabilität) Neodym (-magnet): Neodym-Eisen-Bor Legierung (Selten-ErdenMaterial). Zurzeit die stärksten wirtschaftlich herstellbaren Magnetmaterialien. Zur Separation von feinsten FeVerunreinigungen. SmCo: Selten-Erden Verbindung der Metalle Samarium und Cobalt für den Einsatz in Hochtemperaturanwendungen. Zur Separation von feinsten Fe-Verunreinigungen.

Darum sollte man nicht Äpfel mit Birnen vergleichen.

Immer wieder stellt sich die Frage: Wie stark bzw. wie leistungsstark ist denn der Magnet eigentlich? Hierbei ist es wichtig, dass man sich bei diesen Vergleichen auch stets auf die gleiche Basis bezieht. • Wirkleistung: gemessen an der Magnetstabaußenseite = dort wo das Produkt des Anwenders mit dem Magnetsystem in Kontakt kommt • Magnetleistung: die Performance (Remanenz) des Magneten. Im Unterschied zu Wettbewerbsgeräten, bei denen die Magnetstärke des innenliegenden Magnetkerns angegeben ist, wird bei S+S Magnet-Separatoren an der Oberfläche der Edelstahlhülsen gemessen, wo der Kontakt Schüttgut mit Magnet tatsächlich stattfindet.

Operational Excellence: Darf‘s auch etwas mehr sein? Der Weg vom einfachen Haftmagneten zur effizienten Separationstechnologie.

Aus den 90’er Jahren sind noch die Geräte mit Ferritmagnetmaterial bekannt. Seit damals haben sich die Leistungsspektren der verwendeten Permanentmagnete jedoch drastisch verändert. Mit der Markteinführung von technologisch sehr viel weiter entwickeltem Hochenergie-Neodym-Magnetmaterial aus der Gruppe der Selten Erden Metalle hat sich die Magnettechnik in ganz neue Regionen der Separation entwickelt. Mit den heutigen Magnetstärken ist es möglich selbst feinste Eisenpartikelchen sowie schwach magnetische Verunreinigungen zu separieren. Auch Edelstahlpartikelchen, welche durch Scherkräfte (z.B. durch Fräsen, Schleifen, usw. oder durch Abrieb) einen leichten Magnetismus aufgrund einer Gefügeveränderung erfahren haben, können mit geeigneter Magnetlösung aus dem Produktfluss herausgetrennt werden. Gerade diese Eigenschaft ist bei den besonderen Verfahrens- und Anlagentechniken in der Chemie- und Pharmaindustrie ein gewichtiges Argument.

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Bild: Rotobox Auto-Clean RXA (Ausführungsbeispiel)

Typische Leistungsmerkmale:

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Magnetmaterial bis zu 13700 Gauß Remanenz Easy Clean Ausführung (zur Erleichterung der Abreinigung) Auto Clean (zur vollautomatisierten Betriebsweise) ATEX-zertifizierte Ausführungen Hygienic Design Pharma-Geräte

4. Zusammenfassung: Vorteile der Magnettechnik Warum ein geeignetes Magnetsystem eingesetzt werden sollte.

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Fail-safe, weil permanent-magnetisch Selbst feinste Verunreinigungen, welche kein Metalldetektor mehr erkennen kann, werden sicher zurückgehalten Vermindert Anlagenschäden Reduziert Stillstandzeiten Verbessert Produktqualität Weniger Reklamationen  besseres Image Minimaler Verlust an Gutmaterial (bessere Nutzung oft teurer Ressourcen)

 Kosteneinsparung, Zeiteinsparung

5. Fazit Unterm Strich zählen Produktsicherheit und die Einsparung von Kosten.

Wie kann man sich von seinen Marktbegleitern absetzen? Indem man ihnen keine Trefferfläche für Angriffe bietet. Mit einem reinen Produkt und den Einsparpotentialen durch Verwendung von MagnetSeparatoren kann dies unterstützt werden. Die optimale Positionierung von abgestimmten Magnetsystemen an kritischen Kontrollstellen (critical control points = CCP) der Produktion stellt die notwendige Sicherheit her und vermeidet zudem kostenintensive Ausfallzeiten aufgrund von Anlagenschäden. Produktionsabläufe können weiter optimiert werden und die Prozessstabilität wird deutlich erhöht.

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6. Ausblick: Gemeinsam unschlagbar – Magnet- und MetallSeparator An dieser Kombination kommt kein Metall vorbei

Magnet-Separatoren können mit induktiven Metall-Separatoren kombiniert werden. Dabei werden Magnet-Separatoren hauptsächlich zur Vorabscheidung bei erhöhter Kontamination mit Eisenmetallen eingesetzt. Magnet-Separatoren, die induktiven MetallSeparatoren vorgeschaltet sind, sortieren die Fe-Metalle aus und entlasten damit die induktive Separation. Vorteil der Vorabscheidung ist der geringere Verlust an Gutmaterial. Die Kombination beider Systeme ist die wirtschaftlich und technisch effektivste Lösung.

Autor: Stephan Treml Stephan Treml, geboren 1968, ist seit 2001 Produktmanager für Magnetsysteme bei S+S. Nach der Ausbildung zum Maschinenbaumechaniker folgte die Weiterbildung zum Umweltschutztechniker an der LGA in Nürnberg. Anschließend erfolgte ein Abstecher in die Recyclingbranche, wo er erste Erfahrungen mit Magnettechnik sammelte. Sein Motto: Carpe diem Kontakt: [email protected], Tel. +49 8554 308 183

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