Siegelnähte verschmutzen, weil beim thermischen Versiegeln von Verpackungen Dämpfe, Aerosole und Partikel aus Kunststofffolien, Klebstoffen und Beschichtungen freigesetzt werden. Diese Substanzen kondensieren auf den Siegelwerkzeugen und in der unmittelbaren Umgebung der Naht. Für Betreiber von Verpackungslinien bedeutet das: Ohne gezielte Absaugung direkt an der Siegelstelle steigen Ausschussrate und Reinigungsaufwand kontinuierlich.
Was entsteht beim Siegeln von Verpackungen?
Beim thermischen Siegeln von Verpackungen entstehen Thermodämpfe, feine Aerosole und Partikel aus den erhitzten Materialien. Die genaue Zusammensetzung hängt vom Folienmaterial, der Siegeltemperatur und den eingesetzten Klebstoffen oder Beschichtungen ab. Typische Quellen sind Polyethylen, Polypropylen, beschichtete Verbundfolien und lösemittelhaltige Druckfarben.
Die Siegelwerkzeuge arbeiten mit Temperaturen, die je nach Material und Verfahren deutlich über 100 °C liegen. Bei diesen Temperaturen verdampfen flüchtige Bestandteile aus der Folie und aus Klebstoffresten an der Nahtzone. Gleichzeitig entstehen feine Partikel, wenn Folienmaterial direkt an den Siegelbacken anhaftet und sich beim Öffnen ablöst.
Für Betreiber in der Verpackungsindustrie, die Emissionen an Siegelstationen beurteilen müssen, ist die Gefährdungsbeurteilung nach GefStoffV der rechtlich vorgeschriebene Ausgangspunkt. Sie legt fest, welche Stoffe in welchen Konzentrationen auftreten und welche Schutzmaßnahmen daraus folgen.
Warum lagern sich Rückstände auf Siegelnähten ab?
Rückstände setzen sich auf Siegelnähten ab, weil die Dämpfe und Aerosole, die beim Erhitzen entstehen, direkt an der heißen Nahtzone kondensieren oder als Partikel aufprallen. Die Siegelbacken wirken dabei wie eine Kaltfalle: Der Temperaturunterschied zwischen dem heißen Werkzeug und der umgebenden Luft begünstigt die Anlagerung von Kondensaten.
Hinzu kommt ein mechanischer Effekt. Beim Zusammenpressen der Folien wird überschüssiges Material seitlich herausgepresst. Klebstoffreste, Beschichtungspartikel und Folienreste sammeln sich so systematisch an den Rändern der Siegelnaht. Mit jeder weiteren Siegelung wächst diese Schicht.
Klebrige oder hygroskopische Medien verstärken diesen Prozess zusätzlich. Sie haften besonders gut an Metalloberflächen und binden weitere Partikel aus der Umgebungsluft. Das Ergebnis ist eine Mischablagerung aus organischen Rückständen, Staubpartikeln und kondensierten Dämpfen, die sich mit zunehmender Schichtdicke immer schwerer entfernen lässt.
Welche Folgen haben verschmutzte Siegelnähte für Produktion und Qualität?
Verschmutzte Siegelnähte verursachen direkt messbare Qualitätsprobleme: Die Nahtfestigkeit sinkt, weil Verunreinigungen zwischen den Folienlagen die Verbindung schwächen. In der Lebensmittel- und Pharmaindustrie führt das zu undichten Verpackungen, die Produkte gefährden und Rückrufe auslösen können.
Für die Produktion entstehen drei konkrete Folgeprobleme:
- Erhöhte Ausschussrate: Unvollständige oder undichte Siegelnähte müssen als Ausschuss ausgesondert werden. Bei hohen Taktraten summiert sich das schnell zu erheblichen Materialverlusten.
- Ungeplante Stillstandszeiten: Verschmutzte Siegelwerkzeuge müssen gereinigt werden. Jede Reinigung bedeutet Maschinenstillstand und Produktionsausfall.
- Verkürzter Werkzeugverschleiß: Aufgebackene Rückstände greifen Beschichtungen der Siegelbacken an und beschleunigen den Verschleiß der Werkzeuge.
Neben den Qualitäts- und Produktionsfolgen gibt es eine Arbeitsschutzkomponente. Die freigesetzten Thermodämpfe und Aerosole belasten die Raumluft an der Verpackungsmaschine. Die einschlägigen Arbeitsplatzgrenzwerte nach TRGS 900 sind dabei der verbindliche Maßstab. Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.
Wie hilft eine Absauganlage, Siegelnähte sauber zu halten?
Eine Absauganlage an der Siegelstation erfasst Dämpfe und Partikel direkt an der Entstehungsquelle, bevor sie sich auf Werkzeugen und Nahtoberflächen ablagern können. Das Prinzip ist einfach: Wer die Emissionen wegführt, bevor sie kondensieren, verhindert die Verschmutzung an der Wurzel.
Entscheidend ist die Positionierung der Erfassungselemente. Eine Absaughaube oder ein Schlitzabsauger muss so nah wie möglich an der Siegelzone angebracht sein. Je kürzer der Weg zwischen Emissionsquelle und Erfassungselement, desto höher der Erfassungsgrad und desto geringer die Belastung der Umgebungsluft.
Für die Wirksamkeit sind zwei Parameter ausschlaggebend: der Volumenstrom und die Strömungsgeschwindigkeit im Erfassungsbereich. Beide müssen auf das jeweilige Siegelverfahren, die Maschinengeometrie und die Emissionsmenge abgestimmt sein. Eine pauschale Standardlösung greift hier zu kurz. Die Anwendungsanalyse ist der notwendige erste Schritt vor jeder Auslegung.
Ein weiterer Effekt: Saubere Luft an der Siegelstation senkt die Partikelkonzentration in der gesamten Produktionsumgebung. Das reduziert nicht nur die Ablagerungen auf den Siegelwerkzeugen, sondern schützt auch empfindliche Sensorik, Kamerasysteme und Steuerungselektronik der Verpackungsmaschine vor Verunreinigung.
Welche Absaugtechnik eignet sich für Thermodämpfe und Siegelrauch?
Für Thermodämpfe und Siegelrauch aus Verpackungsprozessen kommen je nach Zusammensetzung der Emissionen unterschiedliche Absaugverfahren infrage. Bei überwiegend gasförmigen oder dampfförmigen Emissionen ohne nennenswerten Partikelanteil ist eine mehrstufige Filtration mit Partikelabscheidung und nachgeschalteter Gasphasenbehandlung der richtige Ansatz.
Trockene Filtration mit Aktivkohlestufe
Wenn die Emissionen aus einer Mischung von Partikeln und flüchtigen organischen Verbindungen bestehen, muss die Reihenfolge stimmen: Zuerst die Partikelabscheidung, dann die Gasphasenbehandlung mit Aktivkohle. Aktivkohle wirkt ausschließlich gegen die Gasphase. Wird sie zuerst eingesetzt, verstopfen Partikel das Aktivkohlebett und setzen seine Wirksamkeit schnell herab. Geeignete Filtersysteme kombinieren daher immer beide Stufen in der richtigen Reihenfolge.
Nassabscheider bei klebrigen oder reaktiven Medien
Sind die Emissionen klebrig, hygroskopisch oder elektrostatisch aufladbar, ist ein Nassabscheider die technisch überlegene Wahl. Klebrige Aerosole würden Trockenfilter schnell zusetzen und den Filterwiderstand stark erhöhen. Im Nassabscheider werden die Partikel und Aerosole durch Kontakt mit Wasser gebunden und abgeschieden, ohne dass Filter verlegt werden. Das ist besonders relevant bei beschichteten Verbundfolien mit lösemittelhaltigen Druckfarben.
Für die Auslegung gilt: Die Staubklasse des eingesetzten Entstaubers richtet sich nach dem Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) des abgesaugten Stoffs. Klasse L gilt für Stoffe mit AGW über 1 mg/m³, Klasse M ab 0,1 mg/m³ und Klasse H für Stoffe mit AGW unter 0,1 mg/m³ sowie für krebserzeugende Stoffe. Welche Klasse für den jeweiligen Prozess erforderlich ist, ergibt sich aus der Gefährdungsbeurteilung.
Wann lohnt sich eine zentrale Absauganlage für Verpackungslinien?
Eine zentrale Absauganlage lohnt sich für Verpackungslinien, wenn mehrere Siegelstationen oder Verpackungsmaschinen gleichzeitig betrieben werden. Ab einer bestimmten Anzahl von Absaugstellen ist eine zentrale Anlage wirtschaftlich und technisch einer Vielzahl einzelner Geräte überlegen. Der entscheidende Planungsparameter ist dabei der Gleichzeitigkeitsfaktor.
Der Gleichzeitigkeitsfaktor beschreibt das Verhältnis der gleichzeitig aktiven Absaugstellen zur Gesamtzahl der Absaugstellen. Er kann die erforderliche Anlagengröße um bis zu 40 % reduzieren. Ein Betrieb mit 20 Absaugstellen an Verpackungsmaschinen muss also nicht für 20, sondern realistisch für etwa 12 gleichzeitig aktive Stellen auslegen. Dieser Faktor sollte jedoch immer anhand der tatsächlichen Produktionsabläufe ermittelt und dokumentiert werden.
Für Verpackungslinien mit mehreren Schichten oder wechselnden Produktionskonfigurationen bietet eine zentrale Absauganlage weitere Vorteile:
- Gleichbleibende Absaugleistung an allen angeschlossenen Stellen, unabhängig davon, welche Maschinen aktiv sind
- Zentrale Filterüberwachung und Wartung statt dezentraler Einzelgeräte an jeder Maschine
- Möglichkeit der Wärmerückgewinnung aus der Abluft, was die Energiebilanz der Gesamtanlage verbessert
- Einfachere Dokumentation für Arbeitsschutz und Betriebsprüfungen, da alle Messwerte zentral erfasst werden
Bei kleineren Linien mit nur einer oder zwei Siegelstationen kann eine mobile Absauganlage die wirtschaftlichere Alternative sein. Sie lässt sich flexibel positionieren und bei veränderten Produktionslayouts umstellen.
Wie ULMATEC bei der Absaugung von Siegelrauch und Thermodämpfen hilft
Für Betreiber von Verpackungslinien, die Siegelnahtverschmutzung und Emissionen an Siegelstationen reduzieren müssen, analysieren wir den jeweiligen Prozess, das Folienmaterial und den erforderlichen Volumenstrom. Daraus entwickeln, fertigen und montieren wir die passende Absauganlage. Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme erfolgen aus einer Hand, hergestellt in Deutschland.
Konkret bedeutet das für Verpackungsbetriebe:
- Prozessanalyse: Wir bewerten Emissionsart, Temperatur, Maschinengeometrie und Taktrate, um den richtigen Erfassungsgrad und Volumenstrom zu bestimmen.
- Filtertechnologie: Je nach Medium setzen wir auf Entstauber der CF-Baureihe (Baugrößen XS bis XXL), Nassabscheider der WE-Reihe (S bis X) oder mehrstufige Systeme mit Aktivkohlestufe für Gasphasen und VOC.
- Zentrale oder dezentrale Auslegung: Für Linien mit mehreren Siegelstationen planen wir unter Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors, um die Anlage wirtschaftlich zu dimensionieren.
- Normkonforme Dokumentation: Alle Anlagen werden nach den für den jeweiligen Prozess einschlägigen Regelwerken ausgelegt und mit vollständiger technischer Dokumentation geliefert.
- Förderfähigkeit: Unsere Anlagen sind über BAFA und KfW förderfähig, was die Investitionskosten senkt.
Sprechen Sie uns an, wenn Sie die Emissionen an Ihrer Verpackungslinie beurteilen oder eine bestehende Absauganlage überprüfen lassen möchten. Über unsere Kontaktseite erreichen Sie unsere Spezialisten direkt. Weitere Informationen zu unseren Absauganlagen finden Sie in der Produktübersicht.
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