Nieuwe FFS verpakkingslijn voor titaandioxide

Pigmentproducent Kronos Europe is bezig zijn productiecapaciteit te verhogen met zo’n 30%, van 95 naar op termijn 120 duizend ton. De investeringen moeten ook voor meer flexibiliteit in de productie zorgen, zodat het bedrijf meerdere productsoorten parallel kan produceren en verpakken.

Titaandioxide verpakken

Een belangrijk deel van de productie bestaat uit titaandioxide – chemische benaming titaniumdioxide (TiO2). Dit witte pigment (titaanwit) wordt bijvoorbeeld gebruikt om papier, kunststof en verf een hagelwitte kleur, een mooie glans en een lange UV-bestendigheid te geven. Er is veel vraag naar. Moederbedrijf Kronos produceert nu jaarlijks 560.000 ton titaandioxide, een tiende van de wereldvraag en wil dit tonnage nog verder uitbreiden.

Nieuwe verpakkingslijn verhoogt flexibiliteit

Leidend bij de uitbreiding van de titaanoxideproductie in Gent is de nieuwe Form-Fill-Seal-verpakkingslijn, die in oktober 2022 in bedrijf is genomen. Er zijn 4 inpaklijnen neergezet: 2 voor 25-kiloverpakkingen en 2 voor big bags van 500 en 1.000 kilo. De verpakkingslijn verwerkt 80% van de uitgaande productstromen, de rest gaat als bulk in tankwagens naar de klant.

“De nieuwe verpakkingslijn stelt ons in staat meerdere productsoorten tegelijkertijd te verpakken”, vertelt Jeroen Baele, Group Leader van de Finishing & Packaging Plant. “Bovendien kunnen we producten 100% in zakken van 25 kilo of 100% in big bags verpakken, afhankelijk van wat de klant wil. Dat geeft ons een enorme flexibiliteit. We kunnen de markt veel beter bedienen. De capaciteit van de vorige machines was beperkt. We moesten omzakken, als we bijvoorbeeld geen klanten voor big bags hadden.”

Extra buffercapaciteit stroomlijnt verpakking

Om de nabehandelingslijn voor het proces in de fabriek beter te laten aansluiten op de nieuwe inpaklijn zijn 4 silo’s van elk 200 ton inhoud bijgeplaatst voor tussentijdse opslag. Deze extra buffercapaciteit zorgt samen met de nieuwe verpakkingslijn voor meer continuïteit in het proces.

“In de oude situatie liepen we snel tegen capaciteitsproblemen aan. Een van de typische kenmerken van titaandioxide-fabrieken is bovendien dat er relatief vaak onderhoud nodig is en de productie dan stilligt. De extra buffercapaciteit is dus zeer welkom. We kunnen klanten blijven bevoorraden en hoeven geen nee te verkopen. Klantvriendelijkheid staat bij ons hoog in het vaandel. De concurrentie vanuit het goedkopere China is groot. We zijn goed bezig als klanten onze meerwaarde erkennen”, zegt Baele.

Van papier naar folieverpakkingen

Met de komst van de nieuwe FFS-verpakkingslijn is het bedrijf van papieren ventielzakken op folieverpakkingen overgestapt. Voor klanten in de kunststofindustrie is dat zonder meer aantrekkelijk, want de PE-verpakking is ‘batch-inclusive’. De kunststofproducent kan ze aan zijn receptuur toevoegen.

Anders gezegd, de verpakkingen kunnen samen met het pigment rechtstreeks het productieproces in, want ze smelten volledig weg. Dit levert duurzaamheidswinst op, want papieren zakken waar pigment in verpakt is geweest, zijn niet te recyclen en moeten als afval worden afgevoerd. De benodigde opslagruimte voor de papieren zakken speelde ook mee, geeft Baele aan. “De FFS-verpakkingen zitten met tweeduizend stuks op een rol. De papieren zakken moesten we los op pallets bewaren.”

Nauwkeuriger doseren

De regelapparatuur op de nieuwe verpakkingsmachine stuurt bovendien beter op de dosering van de zakken, zodat de nauwkeurigheid in gewicht erg hoog is. Van elke zak wordt het gewicht dubbel gecontroleerd.

Schoner en veiliger werken

Minstens zo belangrijk voor het bedrijf, verduidelijkt Baele, is dat de inpaklijnen stofarm zijn. De werkomstandigheden zijn aanzienlijk verbeterd. “Het werk aan de verpakkingslijnen is voor onze operators schoner en veiliger geworden. Dat is iets waar we als bedrijf, zeker in deze tijden van schaarste op de arbeidsmarkt, graag op inzetten. We willen competitief zijn in het aantrekken van nieuw personeel. We dragen werken in de veiligste omstandigheden hoog in het vaandel en willen ons inspannen voor het welzijn en de gezondheid van onze medewerkers. Dit was zeker een doorslaggevende factor om voor de FFS-technologie te kiezen.”

Titaandioxide verpakken met FFS-technologie: hoe werkt het?

Voor zijn nieuwe verpakkingslijn koos Kronos voor de Adams-technologie voor het verpakken in FFS-folie (Form Fill Seal) van Haver & Boecker, in de Benelux vertegenwoordigd door Vermeulen Ingenieursbureau. De 4 lijnen met verpakkingsmachines zijn uitgerust met een pletband, palletiseermachine en stretchhoesmachine, ook van Haver & Boecker.

Lucht verwijderen met trilfles

Belangrijk bij het verpakken van TiO2 is het verwijderen van de lucht die aan het fijne poeder wordt toegevoegd door het pneumatisch transport vanuit het productieproces of de buffersilo naar de verpakkingslijn. De papieren ventielzakken die Kronos hier eerst voor gebruikte, waren luchtdoorlaatbaar, maar verspreidden ook veel stof.

Nu elimineert de FFS-technologie de lucht tijdens het vullen van de verpakking met een ‘trilfles’. Deze holle stang komt bij het vullen naar beneden in de nog niet gesloten verpakking, om het product in enkele seconden met trillingen te verdichten en zo de lucht te verwijderen.

Vulmond

De vulmond die het TiO2-product inbrengt, is dubbelwandig: door de ene opening komt het product in de verpakking, door de andere opening wordt lucht weggezogen. De vulmond is zeshoekig, om de foliezak volledig te kunnen omsluiten, zodat het product stofvrij in de verpakking gaat.

Per inpaklijn zijn er drie vulmondsystemen op een roterende carrousel. De verpakkingsmachine vult 300 zakken per uur. De pigmentproducent overweegt per lijn een 4e vulmond toe te voegen, zodat de machine een aantal productsoorten nog sneller kan verpakken.

Polyethyleen verpakking

De PE-verpakking is meerlaags en heeft aan de binnenzijde een makkelijk lasbaar type PE dat daardoor ook voor een pigment als titaandioxide geschikt is. De verpakkingsmachine is bovendien zo ingesteld dat er zo min mogelijk product in de lasnaad komt. De resterende lucht in de verpakking ontsnapt door de gesloten verpakking door een pletband te sturen. De PE-verpakking heeft een ingenieus ventilatiesysteem, zodat eventuele lucht altijd kan ontsnappen, zonder dat er product vrijkomt of waterdamp in de zak komt.

Geschikt voor lichte poeders

De eerste markt voor de FFS-technologie was de bouwmaterialensector (cement, mortels, tegellijmen). Dit zijn zwaardere producten vergeleken met pigmenten. Door de verdere ontwikkeling van de Adams-technologie is het nu ook mogelijk om fijne en lichte poeders te verpakken. Kronos is de eerste gebruiker. Toepassing van de vultechnologie op TiO2 is vooraf onderzocht in het testcentrum van Haver & Boecker. Deze tests gaven aan dat de technologie prima op fijne en lichte poeders werkt.

Productieproces titaandioxide

Het productieproces van titaandioxide beslaat een aantal stappen:

1. Aanvoer van titanium-erts in tankers vanuit o.a. Australië en Noorwegen (jaarlijks zo’n 165.000 ton)
2. Chlorideproces, waarin met chloor titaantetrachloride (TiCl4) wordt geproduceerd uit het erts bij temperaturen van zo’n 1000 °C, waarvoor cokes gebruikt wordt
3. Het titaantetrachloride wordt gezuiverd en geoxideerd tot titaandioxide (TiO2). Aan het eind van het chlorideproces wordt de slurry van titiaandioxide gedroogd tot een fijn poeder. De volgende stap is de nabehandeling (‘finishing’) tot eindproduct
4. Het vrijkomende chloor gaat terug naar het proces
5. De titaandioxide wordt verpakt en gaat voor het merendeel naar de kunststofindustrie