Herstellung von Fett- und Ölproduktionsanlagen

Fett ist nicht einfach ein dickflüssiges Öl: es ist ein Grundöl, das durch einen Verdicker in einer halbfesten Struktur gehalten wird, meist eine metallische Seife, die durch Reaktion einer Fettsäure mit einem Metallhydroxid entsteht, wobei für Spezialprodukte auch Ton, Polyharnstoff und andere seifenfreie Verdicker verwendet werden. Die Herstellung ist ein mehrstufiger Prozess, der die Mischung durch eine Hochtemperaturreaktion, einen Homogenisierungsschritt, der die endgültige Textur des Fetts festlegt, sowie eine Filtrations- und Bearbeitungsfolge führt, bevor es verpackungsfertig ist. Jede Stufe stellt unterschiedliche Anforderungen an die Ausrüstung: deshalb gleicht eine Fettlinie weniger einem einzelnen Reaktor als vielmehr einer kurzen Reihe zweckgebundener Behälter.

Die Reaktionsstufe

Die Kernreaktion (Verseifung bei einem seifenverdickten Fett oder Komplexierungs- und Kopplungsreaktionen bei Lithiumkomplex- und anderen Hochleistungsfetten) läuft in einem beheizten, gerührten Reaktor bei erhöhter Temperatur ab, je nach Verdickerchemie üblicherweise im Bereich von 150–250 °C, wobei das genaue Profil nicht über einen einzelnen Sollwert, sondern über eine definierte Aufheiz- und Haltesequenz gesteuert wird. Viele Formulierungen erfordern im Verlauf des Kochprozesses eine Vakuumstufe, um Reaktionswasser und leichtflüchtige Bestandteile abzuziehen; der Reaktor ist deshalb in der Regel sowohl für Vakuum als auch für Druck ausgelegt und mit einer Dampfabzugsleitung und einem Kondensator ausgestattet. Die Beheizung erfolgt meist über einen Thermoölmantel statt über Dampf, da die beteiligten Prozesstemperaturen über das hinausgehen, was ein Standarddampfsystem komfortabel erreicht; der Rührer muss dabei ein Gemisch weiter bearbeiten, dessen Viskosität sich mit der Bildung der Verdickerstruktur erheblich verändert.

Homogenisierung und Mahlung

Die aus dem Reaktor austretende reagierte Masse ist grob und ungleichmäßig strukturiert; erst der Homogenisierungsschritt zerkleinert die Verdickerfasern oder Seifenkristalle zu der einheitlichen, feinen Struktur, die dem fertigen Fett seine Textur und Konsistenzklasse verleiht. Dies geschieht je nach Produkt mit Inline-Homogenisatoren, Kolloidmühlen oder Dreiwalzenstühlen, wobei das Fett unter hoher Scherung bearbeitet wird, solange es noch heiß genug ist, um verarbeitbar zu sein. Die Konsistenz ist in dieser Phase ebenso eine Frage der Reproduzierbarkeit wie der Qualität: unzureichend gemahlenes Fett ist klumpig und von Charge zu Charge uneinheitlich, während die Scherausrüstung selbst auf die Grundölviskosität und den Verdickeranteil der jeweiligen Formulierung ausgelegt sein muss.

Filtration und Bearbeitung

Vor der Verpackung durchläuft das Fett eine Filtration, um ungelöste Partikel, restliche Verdickerklumpen und jegliche während der Verarbeitung aufgenommene Verunreinigung zu entfernen; die Filtermaschenweite richtet sich nach der Reinheitsspezifikation des Produkts: entscheidend für Fette, die für Präzisionslager oder hydraulische Anwendungen bestimmt sind. Die Entlüftung ist häufig ebenfalls Teil dieser Stufe, da während des Hochscher-Mahlens eingeschlossene Luft sowohl die scheinbare Konsistenz des Fetts als auch seine Lagerstabilität beeinflusst. Das fertige, gefilterte Fett wird anschließend zur Verpackungslinie transportiert; da Fett nicht-newtonsch ist und nicht wie eine Flüssigkeit fließt, müssen Transportleitungen, Pumpen und Füllköpfe alle auf ein strukturviskoses, hochviskoses Produkt und nicht auf Öl ausgelegt sein.

Werkstoffauswahl

Da die Reaktionsstufe heiß und teilweise unter Vakuum abläuft und das Endprodukt frei von Verunreinigungen bleiben muss, wird die produktberührte Ausrüstung typischerweise aus Edelstahl gefertigt, wobei der Reaktormantel für Thermoöl-Betrieb ausgelegt und isoliert ist, um die Prozesstemperatur über einen mehrstündigen Kochvorgang wirtschaftlich zu halten. Nachgeschaltete Rohrleitungen, Ventile und Pumpeninnenteile werden auf die abrasive, hochviskose Natur des Fetts ausgelegt und nicht auf einen Standardflüssigkeitsbetrieb.

Makfen entwirft und fertigt Anlagen zur Fett- und Ölproduktion (Reaktoren, Homogenisierungs- und Filtrationssysteme sowie die dazwischenliegenden Rohrleitungen und Transfereinrichtungen) aus Edelstahl und Kohlenstoffstahl, abgestimmt auf die thermischen, Druck- und Vakuumparameter der vorgesehenen Formulierung.