Mehrkomponenten-Dosieranlage: Inhalt der Big Bags wird punktgenau in fahrbare Behälter dosiert

Bei dem Q-Dos-Dosiersystem steht der gesamte Querschnitt für den Produktstrom zur Verfügung

Ringfilter-Anschluss-System als Weiterentwicklung des Auslauf-Anschluss-Systems mit externem Filter

Das Liner-Anschluss-System (LAS) ist beim Gebindewechsel durch eine Schutzfolie verschlossen

Entleersystem mit gesteuertem Austragskegel: Dosierung aus Big Bag sowie Teilentleerung sind möglich

Über eine Komponentendosieranlage lassen sich unterschiedliche Produkte, die in mehreren Big Bags bereitgestellt sind, in einen Behälter umwandeln. Der zu befüllende Big Bag wird hierzu in einer fahrbaren Wägestation fixiert, die direkt an den Q-Dos-Dosiersystemen andockt. Schwerfließende und rieselfähige Schüttgüter können schnell und genau dosiert werden.

Big Bags verdrängen nach und nach die Container als Transportmittel. Dosieranlagen aus Big Bags müssen modular aufgebaut und vielseitig verwendbar sein. Für den Betreiber ist wichtig, dass er sich nicht um das richtige Big Bag-Handling kümmern muss. Auch schwerfließende Schüttgüter sollten problemlos dosiert werden können.

Bei dieser Mehrkomponenten-Dosieranlage wird der Inhalt der Big Bags punktgenau in fahrbare Behälter dosiert. Das Prozessleitsystem in der Schaltwarte gibt der fahrbaren Waage die Rezepte vor. Am Auswertegerät erkennt der Bediener Charge und Rezept. Hier kann natürlich auch manuell rezeptiert werden. Am Auswertegerät kann der Bediener in jedem einzelnen Schritt verfolgen, welcher Produkttyp in welcher Menge befüllt wird.

Die fahrbare Waage ist ein elektromotorisch angetriebener Fahrwagen, der auf Schienen im Hallenboden verfährt. Auf dem Fahrwagen sind das Andocksystem und die eigentliche Waage aufgebaut, auf die ein Transportbehälter mit Rollen geschoben wird. Um automatisch staubdicht anzudocken, wird eine Blähdichtung verwendet, deren Andruckkraft jedoch das Wägeergebnis verfälschen würde. Deshalb gilt besonderes Augenmerk einer wirkungsvollen Waagenentkopplung direkt unterhalb des Andocksystems. Durch die spezielle Form des verwendeten Kompensators zur Waagenentkopplung können sich keine Partikel absetzen. Bei herkömmlichen Kompensatoren führen Produktablagerungen regelmäßig zu ungenauen Wägeergebnissen. Selbst veränderte Druckverhältnisse beeinflussen die Dosiergenauigkeit. Deshalb erfolgt ein Druckausgleich über einen mitfahrenden Filter.

An jeder der fünf Big Bag-Entleerstationen befindet sich ein Q-Dos-Dosiersystem. Dieses zeichnet sich durch einen einfachen und robusten Aufbau aus, wodurch entscheidend Kosten gespart werden können. Herzstück dieses Dosiersystems ist ein Schlauch, durch den der Produktstrom geführt wird und dessen Querschnitt durch Quetschen verändert werden kann. Im Betriebszustand Grobstrom steht der gesamte Querschnitt für eine schnelle Befüllung zur Verfügung, da sich keine Teile im Innern des Schlauches befinden. Im Betriebszustand Feinstrom wird durch Verengung des Querschnitts die Austragung verringert, um das Endgewicht möglichst genau zu erreichen. Der Querschnitt für den Feinstrom ist je nach Produkt für jede Dosiereinheit separat manuell einstellbar. Der Produktfluss wird gestoppt, indem der Schlauch ganz zusammengedrückt wird, sodass kein Produkt mehr hindurch gelangt. Bei schwerfließenden Produkten sorgen Vibratoren für einen gleichmäßigen Produktaustrag. Da sich weder bewegte Teile noch Ecken oder Kanten im Produktstrom befinden, kann die Reinigung einfach, ohne Demontage, durch Spülen oder Fluten erfolgen.

Das Q-Dos-Dosiersystem ist so konzipiert, dass sich keine bewegten Teile und somit auch keine Metallteile im produktberührten Bereich (Innenraum) befinden. Dieses Dosiersystem ist vollkommen staubdicht und durch die flexible Materialeigenschaft selbstreinigend. Ein Quetschrohr kann als durchgehendes Rohr ausgeführt sein. Der Durchfluss wird durch die Quetschbalken, betätigt durch Pneumatikzylinder, zugesperrt. Damit ein vollständiges Öffnen des Quetschrohres gewährleistet wird, ist eine Zwangsöffnung über Klettlaschen, die mit dem Quetschbalken verbunden sind, angebracht. Die Endlage des Quetschbalkens wird über Initiatoren am Pneumatikzylinder überprüft.

Big Bag-Handling

Ein Big Bag lässt sich nicht einfach nur öffnen und entleeren. Entweder bewegt sich nach dem Öffnen gar nichts oder es entsteht eine Staubwolke, weil der Überdruck die Klemmung des Big Bag-Auslaufs löst. In vielen Big Bags steckt ein kompakter Körper, der durch Verdichtung entstanden ist. Mithilfe von mechanischen Austragshilfen, die die Big Bag-Schultern massieren, oder einem Sicherheitsauflagetisch mit Vibration kann ein gleichmäßiger Produktaustrag erreicht werden. Bei schießenden Produkten entstehen Überdrücke, die nur mit Druckausgleichsmaßnahmen beherrscht werden können. Dazu wurde bisher das Auslauf-Anschluss-System als Doppelkammersystem ausgeführt, bei dem die staubhaltige Druckwelle über einen externen Filter abgeführt wird. Bei einer patentierten Weiterentwicklung wird ein Ringfilter in das Auslauf-Anschluss-System integriert. Die regelmäßige Abreinigung erfolgt über einen Druckluftstoß. Dabei wird der Staub wieder dem Produktfluss zugeführt. Auf einen externen Filter kann verzichtet werden. Dadurch wird auch die Gefahr von Produktverschleppung und Kreuzkontamination eliminiert.

Am Ende der Big Bag-Entleerung wird die im Big Bag verbliebene staubhaltige Luft abgesaugt. Durch diese Evakuierung lässt sich das Big Bag-Volumen reduzieren und es verbleibt weniger Produkt im Big Bag.

Der Big Bag-Wechsel erfolgt mit geringst-möglichem Aufwand. Der Bediener hängt die Big Bag-Schlaufen in die Schlaufenhalter eines Ladegeschirrs. Über einen Kettenzug wird der Big Bag in der Entleerstation zentrisch über dem Auslauf-Anschluss- System positioniert. Der Bediener stülpt den noch zugebundenen Auslaufstutzen über den Innenring des Auslauf-Anschluss-Systems und klemmt den Auslauf. Der Bediener löst die Verschnürung. Über den Kettenzug wird der Auslaufstutzen gestrafft.

Bei Big Bags mit losem Inliner kann dieser den Produktaustrag behindern. Deshalb wird das obere Ende des Inliners im Ladegeschirr geklemmt oder auch nachgezogen.

Beim Wechsel des leeren Big Bags gegen einen neuen, vollen Big Bag ist das Auslauf- Anschluss-System kurzzeitig offen zur Umgebung. Es besteht die Gefahr, dass Produkte in die Umgebung gelangen. Auch können Fremdstoffe, beispielsweise Keime, ins Produkt dringen. Um dies zu verhindern, verwendet man geschlossene Systeme (Containment-Systeme). Das Liner- Anschluss-System (LAS) ist beim Gebindewechsel durch eine Schutzfolie verschlossen. Zu keinem Zeitpunkt gelangen Produkte in die Umgebung oder Fremdstoffe ins Produkt. Bediener und Produkt sind gegen Kontamination geschützt. Durch die Verwendung des Liner-Anschluss-Systems (LAS) kann unter Umständen auf die Einrichtung eines Reinraums verzichtet werden.

Alternatives Konzept

Der Automatisationsgrad lässt sich noch weiter gesteigern, indem die Big Bags vollautomatisch angedockt werden. Dafür wird in den Big Bag-Boden ein passives Verschlussteil eingepresst. Die Entleerung erfolgt mithilfe eines gesteuerten Austragskegels. Eine Dosierung aus dem Big Bag sowie eine Teilentleerung sind möglich. Das Q-Dos-Dosiersystem kann entfallen. Die Entleergeschwindigkeit ist steuerbar. Nach dem automatischen Abdocken sind Big Bag und Entleerstation dicht verschlossen. In das System integrierte Austragshilfen erleichtern den Austrag von schwerfließenden Schüttgütern durch Heben und Senken des Verschlusskegels oder durch Eindüsen von Luft oder Inertgas. Mit beiden Methoden wird eine Produktfluidisierung am Auslauf erreicht. Die Hubbewegung des Austragskegels bewirkt das Anheben einer Produktsäule, die Brücken auch im oberen Trichterbereich zerstört. Durch die ringförmige Produktaustragung erfolgt ein Massenfluss aus dem Gebinde, wodurch jegliche Entmischung verhindert wird. Das passive Verschlussteil kann gereinigt und mehrfach verwendet werden. Das System ist für Big Bags mit und ohne Inliner einsetzbar. Mit dem passiven Entleerkegel ausgestattete Fässer und Container können auf der gleichen Entleerstation angedockt werden.

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Richard Denk