Verfahrenstechnik 12/2016

VERFAHREN UND ANLAGEN

VERFAHREN UND ANLAGEN Intelligent kombiniert, clever dosiert Differenzialdosierwaagen mit Vibrationsförderer dosieren Schüttgüter mit hoher Genauigkeit Björn Finger Zentrale Elemente von verfahrenstechnischen Prozessen sind das Dosieren und Verwiegen von Schüttgütern. Um eine hohe Genauigkeit zu erreichen, kommen hier oft Differenzialdosierwaagen zum Einsatz. Innerhalb von Produktionsprozessen erfolgt die Dosierung und Verwiegung von Schüttgütern oft an Stellen, wo eine Dosierung von Hauptkomponenten und Zusatzstoffen mit hoher Genauigkeit notwendig ist. Diese genaue Dosierung ist erforderlich, um einerseits die Qualität des resultierenden Produktes zu sichern, andererseits das Überdosieren teurer Einsatzstoffe zu vermeiden. Oft werden diese hohen Genauigkeiten in der Lebensmittel- und Chemie- Industrie, in der Feinchemie, in der Kunststoffherstellung sowie in der Pharmazie gefordert. Zur eigentlichen Dosierung eignen sich unterschiedliche Dosiergeräte. Handelt es sich beim Schüttgut um rieselfähiges Material, werden meist Differenzialdosierwaagen genutzt. Das liegt zum einen daran, dass hohe Genauigkeiten realisiert werden können und zum anderen daran, dass das Schüttgut in einen geschlossenen Bereich gefördert wird. Unterscheiden lassen sich Differenzial dosierwaagen anhand des Austragsorgans. Hier kommen neben Schnecken und Bändern auch Vibrationsförderer zum Einsatz. Zur kontinuierlichen, gravimetrischen und portionsweisen Dosierung von rieselfähigen Schüttgütern ohne hygroskopische, klebende oder durchschießende Eigenschaften ist der Vibrationsförderer immer die beste Wahl. Da der Vibrationsförderer – anders als bei Schnecken und Bändern – Scher- und Druckkräfte auf das Schüttgut ausübt, ist er das perfekte Austragsorgan für bruchempfindliche (Lebensmittel), schleifende (grobkörnige Pulver, Pellets, Granulate) und schwierig handhabbare (Fasern, Glasfasern, pharmazeutische Pulver) Schüttgüter. Die Rinnentröge sind totraumfrei ausgeführt (rasch und einfach zu reinigen), und der Vibrationsantrieb ist nahezu wartungsfrei. Somit ist der Vibrationsförderer innerhalb einer Differenzialdosierwaage das perfekte Austragsorgan, um eine sehr schonende Verwiegung (volumetrisch und gravimetrisch) bei sehr genauer und gleichmäßiger Dosierung und hoher Durchsatzleistungen zu realisieren. Die Differenzialdosierwaagen der Firma Aviteq lassen sich in zwei Kategorien einteilen. Einerseits eine Standardausführung aus bestehenden Komponenten, die wie in einem Baukasten zusammengesetzt werden, und andererseits die kundenspezifische Ausführung. Grundsätzlich lassen sich 70 % der Kundenanforderungen mit einer Standardausführung erfüllen. Mit hoher Genauigkeit Bei der Differenzialdosierung werden die gesamte Einheit, also der Wiegebehälter samt Inhalt, sowie das Dosierorgan einschließlich der Antriebseinheit komplett 01 Schematische Darstellung des Differenzial dosiervorgangs Autor: Björn Finger, Geschäftsführer/CEO, AViTEQ Vibrationstechnik GmbH, Hattersheim 10 VERFAHRENSTECHNIK 12/2016

gewogen und der Gewichtsverlust (loss-inweight) beim Dosieren gemessen. Im Betrieb zieht das Aviteq Vibrations-Kleinfördergerät aus dem Wiegebehälter eine festgelegte Portion des Materials als vorgegebene Fördermenge mit vorgege bener Förderleistung ab. Der Betrieb eines Differenzialdosiersystems unterteilt sich in die Dosier-, Nachfüll- und Beruhigungsphase. In der Dosierphase werden die aktuelle Förderleistung und die Materialmenge kontinuierlich gravimetrisch durch eine hochauflösende Wiegezelle gemessen. Die Wiegesteuerung verarbeitet die Werte der Wiegezelle mit einem festgelegten Sollwert und regelt die Förderleistung des dosierenden Kleinfördergerätes mithilfe der Vibtronic-Steuerung. Wird die Differenzialdosierwaageim Batchbetrieb genutzt, schaltet das System nach Erreichen der Soll-Fördermenge die Förderung bis zur erneuten Freigabe ab. Ist im Wiegebehälter das minimal erforderliche Materialniveau erreicht, beginnt die Nachfüllphase. Hierbei schaltet sich der obere Zuteiler ein und der Wiegebehälter wird erneut befüllt, bis das eingestellte maximale Materialniveau erreicht ist, gefolgt von einer notwendigen Beruhigungsphase. Innerhalb der Nachfüll- und Beruhigungsphase arbeitet die Dosierung volumetrisch. Eine positive Eigenschaft ist, dass Schütt gewichtsschwankungen, Korngrößenänderungen oder wechselndes Fließverhalten bei der Differenzialdosierung kaum Auswirkungen auf die Dosiergenauigkeit haben, denn der Materialfluss wird kontinuierlich gewichtsbezogen überwacht und geregelt. Ein Beispiel aus der Praxis 02 Bei dieser kundenspezifischen Ausführung der Differenzialdosierwaage wurde auch der vorhandene Bauraum berücksichtigt In einem Chemiewerk in der Ukraine wird für einen großen Hersteller Waschmittel produziert und abgepackt. Die an die Differenzialdosierwaagegestellte Aufgabe war, innerhalb des Waschmittel-Produk tionsprozesses Zusatzstoffe – in diesem Fall Natriumtripolyphosphat – genau zu dosieren. Natriumtriphosphat ist ein farbloses Salz, das in Waschmitteln verwendet wird, um das Wasser zu enthärten und somit die Tenside in ihrer Wirkung zu unterstützen. Der in der Produktion verwendete Zusatz hat eine Schüttdichte von 0,8–1,2 t/ m³ und eine Korngröße von 0,25–2,0 mm. Die Anforderung des Kunden an die Dosiergenauigkeit betrug ±0,1 %. Die Schwierigkeit bestand darin, die hohe Genauigkeit sowohl bei einer Langzeit- als auch bei einer Kurzzeitmessung zu erreichen. Gelöst wurde die Aufgabenstellung mit einer kunden spezifischen Ausführung. Dabei wurde neben der Förderleistung von 50–1000 kg/h auch der vorhandene Bauraum berücksichtigt. Bestandteile des Lieferumfangs waren Rahmen, Wiegebehälter, Vibrationsfördergerät, Wiegezelle, Pneumatikschieber und Steuerung. Die Differenzialdosierwaagenamens Weiteq WLW80/900 wurde komplett montiert, verkabelt und geprüft ausgeliefert und wird direkt unter dem Silo eingesetzt. Der mit gelieferte Pneumatikschieber ist oberhalb des Wiegebehälters eingesetzt und dient zum Verschluss zwischen Wiegebehälter und Silo. Somit stellt der Pneumatikschieber den Zuteiler innerhalb der Nachfüllphase dar. Fördern mit Zukunft Hygienische Pumpen – effizienzoptimiert GEA bietet eine komplette Palette von normal- und selbstsansaugenden Kreiselpumpen sowie Drehkolbenpumpen – genau abgestimmt auf Ihre Anforderungen. • Geringster Energieverbrauch und Einsatz von Reinigungsmitteln • Produktschonende Förderung • EHEDG zertifiziert www.aviteq.de