Bei der Optimierung seiner Entleerprozesse verfolgte der eingangs erwähnte Nahrungsmittelhersteller vor allem die folgenden vier Zielsetzungen:
- Die restlose Entleerung der Big Bags sollte möglichst schnell erfolgen. Bei Bedarfsspitzen muss eine Aufgabeleistung von 8 t erreicht werden.
- Fremdkörper wie Verpackungsreste, Schrauben oder Metallspäne müssen direkt nach dem Entleeren zuverlässig aus dem Prozess entfernt werden.
- Der Entleerprozess sollte möglichst staubarm funktionieren, um Bediener und Anlagenumgebung vor zu hoher Staubbelastung zu schützen.
- Das Produktionsequipment muss möglichst schnell und gründlich reinigbar sein, um Verunreinigungen bzw. einer Keimbildung durch verderbende Produktrückstände vorzubeugen.
Bei der Abförderung sollte die Übergabe an zwei verschiedene Folgeprozesse möglich sein: Einerseits soll die Laktose aus Big Bags in ein vorhandenes pneumatisches Fördersystem (inklusive mobiler Zellenradschleuse) entleert und zur Einlagerung in Silos gefördert werden. Darüber hinaus sollte das System die staubarme Abfüllung von Containern ohne zeitraubende Umrüstmaßnahmen gestatten.
Ausführung der Entleerstation
Bei der von Engelsmann realisierten Big-Bag-Entleerstation sind alle notwendigen Funktionen in ein 6 m hohes Gestell integriert, in diesem Fall die Big-Bag-Entleerung, die Schutzsiebung, die Metallabscheidung sowie die pneumatische Abförderung bzw. Abfüllung des Produkts in Container. So konnte der gesamte Prozess auf einer Stellfläche von nur 3 m2 realisiert werden.
Die gesamte Entleerstation ist im Hygienic Design konstruiert: Geschlossene Rundrohre und abgeschrägte Ecken bei der Rahmenkonstruktion vermeiden unerwünschte Schmutzablagerungen. Hygienetrichter und Schutzsieb sind totraumarm, mit vergrößerten Radien ausgeführt und verfügen über besonders glatte Oberflächen (Rautiefe
≤0,8 µm). Dichtungen, Klebstoffe, etc. sind konform hinsichtlich EC 1935/2004, 2007/72/EC und FDA-Richtlinien.
Da die Produktionsumgebung des Anwenders eine Atex-Schutzzone ist, ist das komplette System entsprechend der 2014/35/EU – Richtlinie ausgelegt.
Der Entleerprozess
Im oberen Bereich der Station befindet sich ein Hebekreuz, mit dem die Big Bags vom Bedienpersonal in die korrekte Entleerposition gebracht werden. Um die Laktose möglichst restlos und effizient aus dem Big Bag auszutragen, sind seitlich am Gestell Walkvorrichtungen als Entleerhilfen angebracht. Diese dienen auch als zusätzliche Absturzsicherung für die bis zu 1200 kg schweren Big Bags.
Der Big-Bag-Auslauf wird an einen staubdichten Trichter angedockt. Um eine staubdichte Verbindung zwischen Auslauf und Trichter herzustellen, muss lediglich ein Handhebel bzw. eine Gasdruckfeder betätigt werden, damit sich die Abdeckung des Trichters öffnet. Der Big-Bag-Auslauf wird über das Produktführungsrohr im Inneren des Trichters gestülpt und der Trichter wieder verschlossen. Durch Öffnen des Big-Bag-Auslaufs wird der Entleervorgang gestartet – unterstützt von der Walkvorrichtung für besseren Produktaustrag. Für den leichten Zugang zum Entleertrichter und den anderen Komponenten sorgt eine bauseitig vorhandene Bühne. Von hier aus kann das Bedienpersonal auch eine Probenentnahme aus dem Entleertrichter vornehmen.
Schutzsiebung und Entstaubung
Direkt unterhalb des Entleertrichters befindet sich das staubdichte Vibrationsrundsieb JEL Fix II, das aufgrund seiner niedrigen Bauhöhe direkt in das Entleergestell integriert werden konnte. Das Sieb sorgt für eine homogene Korngröße und trennt Verunreinigungen im Produkt zuverlässig ab. Am Aspirationsstutzen des Siebdeckels ist ein Entstaubungsfilter mit Ventilator angebaut. Die Entstaubung erfolgt also in dem Moment, in dem das Produkt aus dem Entleertrichter nach unten auf das Siebgewebe fällt.
Nach durchlaufener Schutzsiebung fällt das Material weiter nach unten in einen Metallabscheider. Hier werden eventuell noch vorhandene Metallpartikel, die das Siebgewebe passieren konnten, magnetisch aus dem Produktstrom gezogen – quasi als zweite Sicherheitsstufe nach der Schutzsiebung.
Umrüsten in wenigen Schritten
Unter dem Metallabscheider befindet sich ein pneumatisch verfahrbarer Abfüllkopf mit Auflageteller. Im Normalbetrieb gelangt das Produkt aus dem Abfüllkopf in die bauseitig vorhandene Zellenradschleuse. Die Verbindung zwischen Abfüllkopf und Zellenradschleuse wurde durch ein Fallrohr realisiert, das am unteren Ende fest mit dem Einlauf der Zellenradschleuse verbunden wird. Das Fallrohr ist an einer seitlichen Querverstrebung des Entleergestells angebracht und kann direkt unter den Abfüllkopf geschwenkt werden. Wird der Abfüllkopf pneumatisch auf das obere Ende des Fallrohrs abgesenkt, wird über die Dichtung an der Unterseite des Auflagetellers eine staubdichte Verbindung hergestellt. Die Laktose fällt schließlich durch das Rohr in die Zellenradschleuse, von wo aus sie dosiert über eine pneumatische Förderleitung ins Silo eingebracht wird.
Die Umrüstung des Systems auf die Containerbefüllung geschieht in nur wenigen Schritten: Zunächst wird die Verbindung zwischen Fallrohr und Zellenradschleuse gelöst und der Abfüllkopf wieder pneumatisch nach oben gefahren. Das am Schwenkarm angebrachte Fallrohr wird zurück in die Ausgangsstellung geklappt. Eine Einrastfunktion verhindert das Zurückschwenken. Jetzt kann die Zellenradschleuse aus der Station gefahren und der damit frei gewordene Platz für den zu befüllenden Behälter genutzt werden. Da der Behälter genau unterhalb des Abfüllkopfes platziert werden muss, wird der Bediener beim Einfahren in das Gestell von Abstandssensoren unterstützt. Steht der Behälter in der korrekten Position, wird der Abfüllkopf mit Dichtteller auf den Behälter abgesenkt und die Befüllung des Containers gestartet. Die dabei aus dem Behälter entweichende, staubhaltige Luft wird durch die beiden Verdrängungsfilter am Abfüllkopf gereinigt.
J. Engelsmann AG, Ludwigshafen
Halle 4, Stand E09
Autor: Waldemar Gischa
Experte für Entleer- und
Befülltechnik,
Engelsmann
