Aus einer Hand

Sharon Nowak

K-Trons Systemingenieure planen, konfigurieren, installieren Transportsysteme für den automatischen Transport der Rohmaterialien zum Dosiersystem und Dosiergeräte nach dem Gewichtszunahmeprinzip (GIW) oder Gewichtsabnahmeprinzip (LIW) zur genauen und effizienten Zuführung der einzelnen Rohbestandteile einer Mischung. Insbesondere bei wertvollen Komponenten, z. B. probiotische Stoffe und Vitaminen, kann das automatische Anliefern und Wiegen der einzelnen Bestandteile zu verbesserter Produktqualität und Einsparung von Produktionskosten führen.

Der Transport der Einzelkomponenten hängt von einer Vielzahl von Prozessparametern ab, z. B. von den Materialeigenschaften, der Transportentfernung, der benötigten Flussrate und der Art der Behälter, in denen die Produkte ursprünglich angeliefert wurden. Hauptkomponenten wie Mehl, Zucker und Salz werden oft mit Lastwagen oder Waggons angeliefert und vor der Verwendung in Silos gespeichert. Der Transport vom Lastwagen oder Waggon zum Silo kann dann mit dem automatischen Druckdifferenz-Transportsystem durchgeführt werden. Der Druckdifferenz-Lastwagen wird nach seiner Ankunft bei der Anlage durch einen flexiblen Schlauch mit dem Druckgebläse verbunden. Ein zweiter, flexibler Schlauch verbindet den Druckdifferenz-Lastwagen mit der Förderleitung. Zum Entladen wählt der Bediener den gewünschten Zielort, z. B. Silo 1 für Stärke oder Silo 2/3 für Mehl, an der Steuerkonsole des Lastwagens. Das Gebläse setzt den Ladebereich des Lastwagens unter Druck und das Material wird durch die Förderleitung direkt in das Silo transportiert. Ist ein Magnet in der Förderleitung installiert, lassen sich gleichzeitig im Material enthaltene Metallsplitter entfernen. Die Komponenten können auch in anderen Behältern wie Big Bags, Kisten, Säcken oder Fässern geliefert werden.

Überdrucktransportsysteme werden normalerweise dazu verwendet, Produkte mit hohen Flussraten über weite Entfernungen zu befördern, z. B. zum Beladen oder Entladen von großen Behältern wie Silos, Cyclonabscheidern, Waggons, Lastwagen oder Big Bags. Unterdrucksysteme werden dagegen eher für geringe Volumen und kürzere Entfernungen benutzt. Sie haben den Vorteil, dass der durch die Vakuumpumpe erzeugte Saugeffekt Pulververluste nach außen hin reduziert.

Unterdrucksysteme wie die Geräte der P-Serie von K-Tron werden daher häufig für Anwendungen gewählt, bei denen Hygieneanforderungen oder Staubkontrolle von Bedeutung sind. Ein weiterer Vorteil von Unterdrucksystemen ist, dass Anlagen mit mehreren Aufnahmepunkten nur niedrigen Konstruktionsaufwand benötigen. Es ist jedoch zu beachten, dass der maximal erzeugbare Unterdruck den möglichen Transportentfernungen und Durchsatzraten von Unterdrucksystemen Grenzen setzt. In vielen Systemen wird eine Kombination von Überdruck- und Unterdruckmethoden verwendet, um die Vorteile der verschiedenen Technologien voll zu nutzen.

Diese Dosierstation kann volumetrische Geräte wie den Schneckendosierer oder das Premier-Aeropass-Ventil enthalten, die die Komponenten an einen Trichter auf Wiegezellen weitergeben. Die Einheiten funktionieren nach der Methode der Gewichtszunahme. Es können auch gravimetrische Dosiereinheiten verwendet werden, z. B. Schnecken- oder Vibrationsdosierer, die in Messdosen oder auf Waagen montiert werden.

Manchmal werden nur kleine Mengen Mikrobestandteile für einen großen Ansatz benötigt. In solchen Fällen werden LIW-Dosierer für die Mikro- und Nebenkomponenten und GIW-Dosierer für die Hauptkomponenten (LIW – Dosierwiegemethode durch Gewichtsverlust, GIW – Gewichtszunahmedosierprinzip) verwendet. Das Foto einer Dosierstation in einer Bäckerei in Indonesien zeigt volumetrische Schneckendosierer von K-Tron, die sequenziell verschiedene Komponenten in einen auf Messzellen montierten Sammeltrichter einbringen. Dabei wird die GIW-Methode angewendet. Jeder Dosierer liefert etwa 90 % des Bestandteilgewichts mit hoher Geschwindigkeit und wird gegen Ende des Zykluses langsamer, um die letzten 10 % mit verringerter Geschwindigkeit und höherer Genauigkeit einzutragen. Das GIW-Steuergerät überwacht das Gewicht jeder einzelnen Komponente und versorgt den volumetrischen Dosierer mit den entsprechenden Signalen zum Starten, Beschleunigen, Verlangsamen oder Stoppen. Wenn alle Bestandteile eindosiert wurden, ist der Ansatz fertig und die Mischung wird in die darunterliegende Verarbeitungsanlage entleert. Da die Dosierung sequenziell stattfindet, kann sie jedoch inbesondere bei einer hohen Anzahl von Komponenten relativ lange dauern.

Wenn die Genauigkeit der einzelnen Gewichtsbestandteile im Ansatz wesentlich ist oder wenn die Zykluszeiten pro Ansatz sehr kurz sein sollen, wird das Differenzial-Batch-Dosierprinzip (LWB) verwendet. Die hochgenauen LWB-Dosierer dosieren für jeden Ansatz gleichzeitig mehrere Komponente in einen Sammelbehälter. Das Steuergerät kontrolliert die Dosiergeschwindigkeiten und die kleineren Wägesysteme liefern jede Komponente für den Ansatz mit höherer Genauigkeit. Wenn alle Komponenten hinzugefügt wurden, ist der Ansatz fertig und die Mischung wird in die darunterliegende Verarbeitungsanlage befördert. Da die Dosierer für alle Komponenten etwa zur gleichen Zeit starten und stoppen, wird die Gesamtzeit – sowie auch die Zykluszeiten für die nachfolgenden Prozessschritte – reduziert. Diese Dosiermethode wird häufig für Mikrobestandteile (Spurenelemente und probiotische Stoffe) verwendet, da die Genauigkeitsanforderungen für das Gewicht im Ansatz hoch und die Komponente teuer sind.

Wenn ein einzelner Hauptbestandteil an mehrere Stationen geliefert werden muss oder wenn mehrere Bestandteile an eine einzelne Zielstation geliefert werden müssen, können Wiegetrichter verwendet werden, über denen Aeropass-Ventile montiert wurden. Nachdem das fluidisierte Material von den Quellen wie Silos oder Big Bags abgezogen wurde, wird es durch eine Zellenradschleuse in die Transportlinie dosiert. Sobald es in der Leitung ist, wird es zu den Aeropass-Ventilen gebracht. Das Premier-Aeropass-Ventil arbeitet nach dem Umlenkprinzip. Es leitet das Material der Transportleitung direkt in einen Trichter. Das Ventil hat eine niedrige lichte Höhe und ist daher ideal für Inline-Umleiter in denen wenig Platz vorhanden ist. Eine interne, scheibenartige Vorrichtung ermöglicht die Ausgabe von Material in den darunterliegenden Trichter, wenn sie aktiviert und in der korrekten Entladeposition ist. Zeigt der Wiegetrichter durch ein Gewichtssignal an, dass der Ansatz fertig ist, wird das Aeropass-Ventil sofort geschlossen. Überschussmaterial in der Transportleitung gelangt dann entweder zum nächsten Prozess oder Wiegetrichter oder zurück in den ursprünglichen Behälter. Dieser geschlossene Kreislauf ist eine effiziente Methode des Produkttransports und ermöglicht hohe Produktausbeuten.

Wiegetrichter sind auf Kraftaufnehmern montierte Aufnahmebehälter zum Dosieren von Bestandteilen in Ansätzen. Das Material bleibt im Wiegetrichter bis das genaue Gewicht und/oder die Kombination der Materialien erzielt wird. Das Wiegesystem erzielt eine Genauigkeit von ±0,5 % der Maximalanzeige. Nach genauem Wiegen und einer Materialanforderung des Mischers öffnet sich eine Ventilklappe und der Ansatz im Wiegetrichter wird entleert.

Online-Info www.dei.de/1209419