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Verfahrenstechnik 5/2021

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Verfahrenstechnik 5/2021

VERFAHREN UND ANLAGEN

VERFAHREN UND ANLAGEN Hoher Durchsatz und hohe Präzision Förder-, Dosier- und Chargieranlage als Container-Lösung in der Lebensmittelindustrie Die heutigen Anforderungen von Anlagenbetreibern werden immer anspruchsvoller, was die Genauigkeiten sowie die Reproduzier- und Bilanzierbarkeit ihrer Anlagenkonzepte betrifft. Ein neues Dosier- und Chargiersystem berücksichtigt diese Wünsche und bietet dem Betreiber damit eine zukunftsorientierte Lösung. D as Bulkbatch-System vereinigt alles, was sich Anlagenbetreiber heute wünschen bzw. fordern: n exakte Dosierungen der eingesetzten Produkte n verlässliche Wiederholgenauigkeit der Dosierungen n hoher Automatisierungsgrad n sehr gute Reproduzierbarkeit von Rezepten n nachvollziehbare Bilanzierung von Produktströmen n langlebige und nachhaltige Anlagen und Komponenten n hohe Anforderungen an den Explosionsschutz Autor: Bernhard Bass, Emde Automation GmbH, Nassau Diese Erfordernisse waren für einen international aufgestellten Hersteller von Backvormischungen ausschlaggebend, sich für eine Bulkbatch-Chargieranlage zu entscheiden, die ihn unterstützt, die hohen Qualitätsanforderungen seiner Kunden zu sichern und sich in einem permanent ändernden Wachstumsmarkt zu behaupten. Zunächst sah die Marktstrategie des Herstellers eine Mischanlage mit zehn Kleinsilos und einem Automatisierungsgrad von ca. 60 % vor. Für den zweiten Schritt wurde die Erweiterung um fünf Großsilos mit je 100 m³ eingeplant. Darauf mussten die Förder- und Dosiereinrichtungen bereits ausgerichtet sein oder durch modulare Systeme erweitert werden können. Spätestens in dieser Phase sollte ein modernes Prozess-Leitsystem die Anlage vollautomatisch steuern und die Anlage an ein ERP-System angebunden werden. Als Gesamtproduktionsleistung im Endausbau waren ca. 20 000 t/a geplant und der Bauherr behielt sich eine modulare Erweiterung der Anlage mit minimalem Aufwand vor. Der Teufel liegt im Detail Einige Komponenten stellten Emde vor besondere Herausforderungen, denn es mussten stark brückenbildende, teilweise anhaftende oder auch fluidisierbare Produkte gefördert und sicher dosiert werden. Zusätzlich musste den besonderen Ex-Schutz-Anforderungen Rechnung getragen werden. Einerseits war die Erwartung in Dosiergenauigkeiten für diese Komponenten, die 12 VERFAHRENSTECHNIK 05/2021 www.verfahrenstechnik.de

VERFAHREN UND ANLAGEN 01 Das System erlaubt es, mehrere Komponenten simultan zu dosieren 02 Die Produktionsleistung im Endausbau liegt bei ca. 20 000 t/a in zahlreichen Rezepten verarbeitet werden, sehr hoch, was eine Mikrodosierung mit höchster Präzision erforderte. Andererseits wurde dieselbe Komponente für weitere Rezepturen eingesetzt, in denen weniger die Dosiergenauigkeit, sondern eine hohe Dosierleistung die entscheidende Rolle spielte. Zur Lösung dieser Herausforderungen bietet Emde eine Hybrid-Dosierung, sowohl für Mikro-Dosiervorgänge bei Kleinstmengen, als auch für große Dosiermengen mit hoher Dosierleistung an. Ein Wechsel-Container als kleines Vorratssilo ist ausgestattet mit einer integrierten gravimetrischen Dosiereinrichtung und einem Absperrorgan. Eine solche kompakte Baueinheit kann für Sonderkomponenten bzw. Sonderrezepturen vielfältig und universell eingesetzt werden. Die gesamte Einheit ist mit einer Rahmenwaage ausgestattet, die die entsprechenden Komponenten im „Loss in weight“ Verfahren direkt in die Charge dosiert und dies mit einer sehr hohen reproduzierbaren Genauigkeit. Der Container mit der Sonderkomponente wird zu Kampagnenbeginn je nach Rezept an einen vorgesehenen Stellplatz in die Anlage eingesetzt, um nach Abschluss der Charge und Dosierung wieder aus der Anlage entfernt zu werden. Der freie Stellplatz dieses Containers kann nun für eine Standard-Komponente, oder eine weitere Sonderkomponente genutzt werden. Durch Einsatz von Wechsel-Containern kann die Komponenten-Vielfalt in einer solchen Dosierund Chargieranlage beliebig erweitert werden. Bauliche Einschränkungen spielen kaum noch eine Rolle. Selbst für längere Kampagnen kann der Wechsel-Container eingesetzt werden, da er sich selbst in eingebauter Position beliebig oft nachfüllen lässt. Abgestimmtes System Üblicherweise werden möglichst viele Komponenten direkt in einen Chargier- Container, der auf einer Waage steht, zugegeben. Dies bedingt, dass die Komponenten sequenziell dosiert werden und zwar dann, wenn der Container die Dosierposition erreicht hat. Ein deutlicher Zeitgewinn und damit eine erhebliche Output-Steigerung lässt sich dadurch erreichen, dass die Dosierung in Zwischenwaagen erfolgt, die komplett in den Container entleeren, sobald er eine Füllposition erreicht hat. Der Vorteil hierin liegt in der deutlich höheren Dosiergenauigkeit einerseits, aber auch in der Möglichkeit, mehrere Komponenten simultan zu dosieren, unabhängig von der Position des Containers. Eine weitere grundlegende Anforderung für die Anlage war eine 100%ige Sicherheit, dass Restmengen einer Charge nachfolgende Rezepturen unter keinen Umständen kontaminieren dürfen, um potenzielle Risiken für Allergiker auszuschließen. Integrierte Reinigung Unsere Hybrid-Dosierung eignet sich sowohl für Mikro-Dosiervorgänge bei Kleinstmengen, als auch für große Dosiermengen mit hoher Leistung. Emde entwickelte extra für dieses Projekt eine Container-Reinigungsstation. Vor jedem Rezepturwechsel können kleine Restmengen im Container durch pneumatisch betätigte Teleskop-Reinigungsarme in den nachfolgenden Mischer übergeben werden. Besonders kritische Produktfamilien bekamen einen eigenen Chargier- Container zugewiesen. Jede Charge kann ohne jeglichen Kontakt mit der vorhergehenden oder nachfolgenden Charge gefördert werden. Die fertigen Backvormischungen wurden direkt aus dem Mischer einer vollautomatischen Abfüllstation für Big-Bags zugeführt. Somit konnten im Nachgang auch die gemischten Fertigprodukte vollautomatisch und rezepturgesteuert in geeignete Gebinde eichgenau abgefüllt, verschlossen und etikettiert werden. Bernhard Bass Das üblicherweise bedienergeführte Big- Bag-Handling wird in diesem Fall von einem Industrieroboter mit Big-Bag-Erkennungs- und Greifvorrichtung übernommen. Somit ist ein unterbrechungsfreier 24/7-Betrieb möglich, ohne jegliche Kontamination des Füllguts im Big-Bag durch den Bediener. Die restlichen Prozessschritte verlaufen analog zu einer manuellen Big-Bag-Befüllung in bewährter und robuster Industrieausführung für eine nachhaltige Anlagenlösung. Fotos: Emde www.emde.de www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 05/2021 13

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