Saubere Dichtungslösung für anspruchsvolle Kristallproduktion

Doppeldichtung AGSR für Vakuum-Schaufeltrockner

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Situation

  • Dichtung liegt meist im Produkt, Kristalle lagern sich ab

Herausforderung

  • Kontamination der Kristalle durch Sperrmedium und Abrieb der Dichtflächen beseitigen

Lösung

  • Doppeldichtung AGSR von EagleBurgmann

CaseStudy_AGSR_Schaufeltrockner

Flüssigkristalle sind komplexe organische Verbindungen, die unter anderem in LCD-Flachbildschirmen eingesetzt werden (LCD = liquid crystal display). Dabei wird mittels elektrischer Spannung die Ausrichtung der Flüssigkristalle beeinflusst und die dadurch veränderte Lichtdurchlässigkeit ermöglicht die Bilddarstellung. Bereits kleinste Verunreinigungen in der Produktion von Flüssigkristallen wirken sich auf ihre Leitfähigkeit aus.

Der Unternehmensbereich Performance Materials der Merck KGaA in Darmstadt setzt seit vielen Jahren gasgeschmierte Gleitringdichtungen der Baureihe AGSR von EagleBurgmann ein, die den anspruchsvollen Anforderungen an Reinheit und Reinigbarkeit in der Herstellung von Flüssigkristallen gerecht werden. Die Dichtungen sind an den Wellen der Seitenantriebe von mehreren horizontalen Schaufeltrocknern installiert, in denen die Kristalle getrocknet werden.

Die Kristalle werden für gewöhnlich im Batch-Verfahren produziert und liegen in unterschiedlichen Lösungsmitteln wie Toluol oder Methanol vor. Aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften können sich die Kristalle leicht an der Dichtung ablagern. Daher ist es essentiell, die Dichtungen im laufenden Betrieb permanent zu spülen. Außerdem müssen sie für CIP-Verfahren (CIP = Cleaning in place) geeignet sein, um zu verhindern, dass nachfolgende Chargen durch die vorherige Produktion verunreinigt werden und um die Funktion der Dichtung sicher zu stellen.

In Schaufeltrocknern mit horizontaler Konstruktion, wie sie bei Merck eingesetzt werden, liegen die Dichtungen darüber hinaus meist im Produkt. Es ist daher notwendig, sowohl Kontaminationen durch das eingesetzte Sperrmedium als auch durch Abrieb von den Gleitflächen zuverlässig zu verhindern. Eine weitere Anforderung an das Dichtungssystem war die Erfüllung der Richtlinie 94/9/EG (ATEX 95) bzw. 2014/34/EU, welche die Inbetriebnahme von Maschinen in explosionsgefährdeten Bereichen regelt.

Vakuum-Schaufeltrockner_D_Marketing-Services_300-dpi.jpg

Die Gleitringdichtung AGSR von EagleBurgmann ist eine gasgeschmierte Doppeldichtung. Da die Gleitringe berührungsfrei laufen, wird Kontamination durch Abrieb von den Gleitflächen von vornherein vermieden. Spezifische Konstruktionsmerkmale der Dichtung wie glatte produktberührte Oberflächen sowie eine offene Gestaltung der O-Ring-Nuten tragen zu einer optimierten Reinigbarkeit bei. Dadurch ist die Dichtung grundsätzlich auch für Sterilanwendungen geeignet. Eine vor dem produktseitigen dynamischen Dichtelement integrierte Spülung wird im Betrieb permanent mit Stickstoff beaufschlagt. Sie vereinfacht zusätzlich die Reinigung per CIP-Verfahren. Das erhöht die Betriebssicherheit der Dichtung, da Rückstände des Produkts zuverlässig entfernt werden.

Als Sperr- und Spülmedium wird trockener Stickstoff eingesetzt. Als Inertgas ist dieser reaktionsträge und somit für den explosionsgefährdeten Bereich geeignet. Große Dichtflächen in Verbindung mit einer entsprechenden Nutauslegung sorgen für eine hohe Steifigkeit des Gasfilms und damit für eine zuverlässige Dichtfunktion und geringen Stickstoffverbrauch.

Neben der regelmäßigen CIP-Reinigung über den Spülgasanschluss trägt vor allem die permanente Beaufschlagung mit Sperr- und Spülgas zur Verlängerung der Standzeiten bei. Diese schützt die Dichtungen auch bei Stillstand. Als weitere Maßnahme für die Erhöhung der Lebensdauer wurden regelmäßige Spülgasdruckstöße während der Trocknung etabliert. Trotz der anspruchsvollen Einsatzbedingungen erreichen die gasgeschmierten Gleitringdichtungen AGSR bei Merck in der Praxis hohe Standzeiten von mehreren Jahren.

  • Temperatur: t = 20 … 100 °C (68 … 212 °F)
  • Behälterdruck: p1 max. = 0,001 … 1,1 bar (0,015 … 15,9 PSI)
  • Sperrdruck: p3 max. = 5 … 7 bar (72,5 … 101,5 PSI)
  • Sperrmedium: trockener Stickstoff
  • Drehzahl: n max. = 2 … 20 min-1
  • Medien: organische, kristalline Substanzen in diversen Lösungsmitteln (Toluol, Methanol u.a.)
  • ATEX: Ex-Zone 1 und 21

Solution: AGSR Paddle Dryer DE

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