Differentialdosierwaagen mit Vibrationsförderer
Ein zentrales Element von verfahrenstechnischen Prozessen ist das Dosieren und Verwiegen von Schüttgütern. Innerhalb von Produktionsprozessen erfolgt diese Dosierung und Verwiegung 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 den Industrien Lebensmittel, Pharmazie und Chemie (Feinchemie, Kunststoffherstellung) gefordert.
Zur eigentlichen Dosierung eignen sich unterschiedliche Dosiergeräte. Handelt es sich beim Schüttgut um rieselfähiges Material, werden meist Differentialdosierwaagen genutzt. Das liegt zum einen daran, dass hohe Genauigkeiten realisiert werden können und zum anderen, dass das Schüttgut in einen geschlossenen Bereich gefördert wird. Unterscheiden lassen sich Differentialdosierwaagen 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, nicht wie bei Schnecken und Bändern, Scher- und Druckkräfte auf das Schüttgut ausübt, ist er das perfekte Austragsorgan für bruchempfindliche (Lebensmittel), schleifende (grobkörnige Pulver, Pellets, Granulate) oder 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 Differentialdosierwaage das perfekte Austragsorgan, um eine sehr schonende Verwiegung (volumetrisch und gravimetrisch) bei sehr genauer und gleichmäßiger Dosierung und hoher Durchsatzleistungen zu realisieren. Da AViTEQ, anders als andere Hersteller, das Förderorgan nicht zukauft, sondern selber produziert, kann AViTEQ viel genauer auf Kundenwünsche und das Produkt eingehen und so die perfekte Differentialdosierwaage der Marke Weiteq anbieten.
Neben dem Austragsorgan lassen sich Differentialdosierwaagen der Marke Weiteq bei AViTEQ in zwei Kategorie einteilen. Einerseits eine Standardausführung (Bild 1) aus bestehenden AViTEQ Komponenten, die wie in einem Baukasten zusammengesetzt werden und andererseits die kundenspezifische Ausführung (Bild 2). Grundsätzlich lassen sich 70 % der Kundenanforderungen mit einer Standardausführung erfüllen.
Funktionsweise der Differentialdosierwaage (Loss-in-Weight)
Bei der Differentialdosierung wird die gesamte Einheit, also der Wiegebehälter samt Inhalt, sowie das Dosierorgan einschließlich der Antriebseinheit komplett gewogen und der Gewichtsverlust (loss-in-weight) beim Dosieren des Schüttgutes gemessen (Bild 3).
Im Betrieb zieht das AViTEQ Vibrations-Kleinfördergerät (1) aus dem Wiegebehälter (2) eine vorgegebene Portion des Materials als vorgegebene Fördermenge mit vorgegebener Förderleistung ab. Der Betrieb eines Differentialdosiersystems unterteilt sich in die Dosier-, Nachfüll- und Beruhigungsphase. In der Dosierphase wird die aktuelle Förderleistung und Materialmenge kontinuierlich gravimetrisch durch eine hochauflösende Wiegezelle (3) gemessen. Die Wiegesteuerung (6) verarbeitet die Werte der Wiegezelle mit einem festgelegten Sollwert und regelt die Förderleistung des dosierenden Kleinfördergerätes mithilfe der AViTEQ Vibtronic Steuerung. Wird die Differentialdosierwaage im 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 oberer Zuteiler (5) 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 Schüttgewichtsschwankungen, Korngrößenänderungen oder wechselndes Fließverhalten bei der Differentialdosierung kaum Auswirkungen auf die Dosiergenauigkeit haben, denn der Materialfluss wird kontinuierlich gewichtsbezogen überwacht und geregelt.
Ein Beispiel aus der Praxis
In einem Chemiewerk in der Ukraine wird für einen großen Hersteller Waschmittel produziert und abgepackt. Die an AViTEQ und seiner Marke Weiteq gestellte Aufgabe war es, innerhalb des Produktionsprozesses von Waschmittel, Zusatz (sodium tripolyphosphat) genau zu dosieren. Sodium Triphosphat ist ein farbloses Natriumsalz und wird in Waschmitteln verwendet, um das Wasser zu enthärten und somit die Tenside in ihrer Wirkung zu unterstützen (Bild 4). 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 kundenspezifischen Ausführung (Bild 5). 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 Differentialdosierwaage Weiteq WLW80/900 wurde komplett montiert, verkabelt und geprüft ausgeliefert und wird direkt unter dem Silo eingesetzt. Der mitgelieferte Pneumatikschieber ist oberhalb des Wiegebehälters eingesetzt und dient zum Verschluss zwischen Wiegebehälter und Silo. Somit stellt der Pneumatikschieber den Zuteiler innerhalb der Nachfüllphase dar.
Halle 1, Stand 419
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