Die automatische Zubereitung von Compounds gemäß einer vorgegebenen Rezeptur ist eine immer wiederkehrende Aufgabe in der Lebensmittelindustrie. Der Einsatz einer Drehschalenwaage in Verbindung mit kreisförmig um die Waage angeordneten Dosiergeräten bietet die Möglichkeit, bis zu neun Komponenten exakt zu dosieren. In einer weiteren Ausbaustufe können mit einer zweiten Etage insgesamt 18 Komponenten dosiert und verwogen werden.
Die Produktion von Gewürzmischungen erfordert die Zugabe einer Reihe von Zutaten in geringer, jedoch exakter Menge. Diese werden daher im Vorfeld dosiert und in Beutel abgefüllt. Die sys-tem-technik GmbH aus Landsberg hat eine Dosieranlage für derartige Chargenzubereitungen entwickelt. In der Basisausführung können neun Komponenten exakt dosiert werden, in der zweiten Ausbaustufe bis zu 18.
Entleeren, puffern und dosieren der Komponenten
Die Anlieferung der Zutaten erfolgt in Säcken oder Big Bags. Zu Beginn des Prozesses werden die Gebinde in Tagesbehälter mit einem Fassungsvermögen von 150 l entleert. Die Behälter sind mit Klappdeckeln mit Schnellverschlüssen ausgerüs-tet. Im Inneren des Behälters dienen Auflageroste als Sackauflage. Um die Staubentlastung für die Mitarbeiter während der Sackentleerung zu minimieren, kommen Entstaubungsfilter bzw. Aspirationseinrichtungen zum Einsatz.
Als Dosiergeräte verwendet man Dosierschnecken mit integrierter Schneckenabsperrklappe. Die Dosierschnecken sind mit progressiver Steigung der Schneckenwendel ausgeführt und werden über einen Frequenzumrichter angesteuert. Auf diese Weise lässt sich die Dosierleistung der Schnecke vom Grobabschaltpunkt rampenförmig zum Feinabschaltpunkt reduzieren. Das gewährleistet bei kurzen Dosierzeiten exakte Dosierergebnisse.
Die Dosierschnecken können problemlos aus der Anlage herausgezogen werden, was eine schnelle und einfache Reinigung der Anlage möglich macht.
Bei der Verarbeitung von schlechtfließenden Produkten kann die Anlage mit Austragshilfen, beispielsweise mit Horizontalrührwerken, nachgerüstet werden. Als weitere Austragshilfen stehen Schwingtrichter mit Vibrationsdosierschnecken zur Verfügung. Außerdem beugen die verwendeten Werkstoffe und deren Oberflächenbeschaffenheit Produktanbackungen vor.
Wägung der Komponenten
Eine Drehschalenwaage der Baureihe ED90/ED91 übernimmt die Wägung der Zutaten (Abb. 1). Sie hat bei einer Auflösung von bis zu 0,5 g einen Wägebereich von 1 bis 25 kg. Die Vorlagebehälter sind kreisförmig um die Drehschalenwaage angeordnet, das ermöglicht eine kompakte und platzsparende Gestaltung des Dosiersystems.
Die Dosierschnecken dosieren die entsprechenden Komponenten aus dem Vorlagebehälter in eine drehbar gelagerte, halbkugelförmige Schale (Abb. 2). Diese wird samt Inhalt mit Hilfe einer DMS-Wägezelle verwogen. Ein patentierter Entleermechanismus stellt sicher, dass keine Verbindung zwischen Schale und pneumatischem Drehantrieb besteht. Durch Drehung um 180° wird die Schale geleert und die Charge an das nachgeordnete System, beispielsweise zur Befüllung der Beutel, übergeben.
Entstanden ist ein geschlossenes Wägesys-tem mit einem optimalen Tara-Nettoverhältnis. Äußere Störeinflüsse, wie sie beispielsweise durch Pneumatik- oder Elektroanschlüsse verursacht werden können, gibt es nicht. Die Drehschalenwaage ist in einem Staubgehäuse untergebracht, das das System vor Staub- bzw. Produktablagerungen schützt.
Neben einer sicheren und wirtschaftlichen Anlagengestaltung bieten Drehschalenwaagen der Baureihe ED90/ED91 bei der Dosierung von Kleinkomponenten weitere vielfältige Vorteile:
• hohe Dosier- und Wäge-Genauigkeit bis zu 0,5 g
• Dosierung von bis zu neun Komponenten, in der zweiten Ausbaustufe bis 18 Komponenten
• Chargengrößen bis 25 kg, bei Mehrfachwägung ein Vielfaches von 25 kg
• vollautomatisches Dosieren durch intelligente Steuerungselektronik
• manuelle Befüllung der Vorbehälter direkt aus Silos oder über pneumatische Fördereinrichtungen
Flexible Anlagensteuerung
Die Steuerung der gesamten Dosieranlage übernimmt eine eigenständige elektrische Anlagensteuerung SPS S7-300. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, diese Steuerung über Profibus DP an ein später zu realisierendes Leitsystem anzubinden.
Ein Wägeprozessor verwaltet die abzuarbeitenden Rezepte. Darüber hinaus sind in ihm sämtliche Dosierfunktionen und Optimierungs-Tools hinterlegt. Ebenso kann das gesamte Dosiersystem von einem vorhandenen Prozessleitsystem aus angesteuert werden. In punkto Steuerungselektronik steht eine Vielzahl von Lösungen zur Verfügung. Welches Steuerungskonzept zum Einsatz kommt, hängt von den Wünschen des Anwenders ab.
Die bei der Projektierung der Anlage berechneten Dosierleistungen und -zeiten sowie Dosiergenauigkeiten werden grund-sätzlich durch Versuchsreihen mit Originalprodukten auf der Technikumsanlage der system-technik GmbH überprüft und bestätigt. Die Technikumversuche zeigen dem Kunden die Eignung des Dosiersys-tems für seinen Anwendungsfall und geben ihm zudem größtmögliche Entscheidungssicherheit.
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