Gewicht ist eine bedeutende Größe beim Abfüllen fließfähiger Produkte

Der Wettbewerb in der Verfahrenstechnik und damit auch im Abfüll- und Gemengebereich ist zu einem Innovationswettbewerb geworden. Dabei hat sich das Gewicht zu einer bedeutenden Rechen- und...

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Der Wettbewerb in der Verfahrenstechnik und damit auch im Abfüll- und Gemengebereich ist zu einem Innovationswettbewerb geworden. Dabei hat sich das Gewicht zu einer bedeutenden Rechen- und Führungsgröße entwickelt. Verschiedene Anlagenkonzepte zeigen, was mit zukunftweisender Technik möglich ist. Es gibt geeignete Lösungen sowohl in der Schüttgut- als auch in der Flüssigkeitsabfüllung.In der gesamten Verfahrenstechnik, somit auch im Abfüll- und Gemengebereich, hat sich der weltweite Wettbewerb zu einem Innovationswettbewerb entwickelt; wird doch ,,Innovation" mit Erneuerung oder Entwicklung fortschrittlicher Lösungen bei Produkten und Verfahren definiert. Innovation schafft somit die Basis, über aktuelle Verfahrens- und Produktionstechniken zu verfügen, teure Fertigungsanlagen optimal auszulasten, qualitätsgesicherte Erzeugnisse genau zu dokumentieren, eine lückenlose Materialwirtschaft sicherzustellen und einen Überblick über alle Parameter zu haben, die auf Qualität und Produktivität Einfluss nehmen. Darin hat sich auch das ,,Gewicht" zu einer bedeutenden Rechen- und Führungsgröße entwickelt. Nur wer in der Produktions- und Verfahrenstechnik mit ihren vielschichtigen Anlagenkonzepten, Maschinen, Geräten und Steuerungen innovativ denkt, bleibt anpassungs- und marktfähig.Gravimetrisch gesteuert fließfähige Produkte zugebenBei diesen Zuteil- und Entnahmevorgängen wird der Förderprozess mittels einer oder mehrerer Waagen überwacht und somit ausschließlich die tatsächlich transportierte Materialmenge zur Regelung des Prozessablaufes herangezogen. Mögliche umwelt- oder anlagenbedingte Veränderungen der Viskosität und Dichte des Fördermediums haben dabei keinen Einfluss auf das Messergebnis.Im Schüttgut- und Flüssigproduktbereich verlangen die Materialeigenschaften des Wägegutes eine Anpassung an die Dosiereinrichtung. Denn ein optimales Wirkungsprinzip des Dosierers und eine präzise Steuerung des Dosierablaufes sind Voraussetzung für die Genauigkeit und Leistung der integrierten Waage und demnach für sollgewichtskonforme Ergebnisse.Diesbezüglich gibt Bild 1 einen Überblick zu materialqualifizierten Dosiereinrichtungen für das Beschicken oder Entnehmen. Diese gezeigte Palette von der Klappendosierung bis zur Schieberdosierung ist für die praxisrelevanten Schüttgüter vom Granulat über grobstückige Materialien, frei fließende pulverige Produkte, schwer fließende Stoffe bis zu Schüttgütern, die zur Verschachtelung neigen, prädestiniert und bestätigt das breit gefächerte Leistungsvolumen der heutigen Dosierelemente.Das eichgenaue Dosieren und Abfüllen von flüssigen bis pastösen Stoffen wird durch hoch entwickelte Abfüllventile für die praxisrelevanten Abfüllverfahren beherrscht. Es sind für nicht schäumende Produkte die Überspiegel- und Unterspundlochabfüllung; bei schäumenden Fördermedien wird dagegen die Unterspiegelabfüllung angewendet.Derartige Ventile gewährleisten eine bis zu dreistufige oder stufenlose Dosierung, eine Hitzebeständigkeit bis 150 °C, eine schnelle Wechselfähigkeit, sind gegen Produktdrücke bis 15 bar beständig und bei einem Ausfall des Fördermediums zwangsschließend. Die produktberührten Teile sind aus Edelstahl 1.4571 und die produktberührten Dichtungen aus PTFE/FEP. Weitere mögliche Leistungsmerkmale sind beispielsweise Beheizbarkeit durch Doppelmantel, pneumatische Überfüllsicherung, füllstandskonforme Hochfahrsteuerung, induktive Stellungsmelder (auch Ex-geschützt), Impulsdosierung, höhere Produktdrücke, Stickstoffbeaufschlagung über Ventil-Kolbenstange, Ventilcodierung zur erhöhten Sicherheit für Umwelt und Produktion.Sackabfüllanlagen arbeiten selbsttätigSackabfüllwaagen und -anlagen gehören als Bruttowaage oder Nettowaage zur Gruppe der selbsttätigen Waagen zum Abwägen (SWA). Bei den Bruttowaagen bildet ein Sackstutzen mit staubdichter Sackklemme für offene Säcke die Lastaufnahme (Bild 2a). Bei den Nettowaagen nach Bild 2b wird das Produkt in einen vorgeschalteten Wägebehälter als Lastaufnahme abgefüllt und anschließend an den staubdicht angeklemmten Sack übergeben.Beispielhaft zeigt Bild 3 eine Brutto-Abfüllwaage in Modularbauweise mit manueller oder automatischer Klemmung, Nulltarierung und Auslösung des Abfüll- und Wägevorgangs. Das im Vorratsbehälter befindliche Wägegut wird durch eine geeignete Zuführeinrichtung zuerst im Grobstrom zugeführt, um danach im Feinstrom das vorgegebene Sollgewicht zu erreichen. Zur Leistungserhöhung kann produktabhängig noch ein Mittelstrom zwischengeschaltet werden. Nach der Auswechselung des Gebindes (Sack) beginnt ein neuer Wägezyklus.Die Modularbauweise bietet vielfältige Möglichkeiten zur Kombination der Waagen mit Dosier- und Abfülleinrichtungen in der für den jeweiligen Einsatzfall bestgeeigneten Bauart und Wirkungsweise. Mit Sackaufsteck-, Sackanhänge- und Sackverschließautomaten können automatische Absackstationen erstellt werden. Durch Reihen- und Karussellanordnungen der Abfüllwaagen sind hohe Leistungen, auch bei schwierigen Abfüllprodukten, zu erzielen. Durch die Kombination mit abgestimmten Verdichtungseinrichtungen lassen sich Füllgüter mit unterschiedlichen Fließeigenschaften problemlos abfüllen. Dabei können Wäge-, Füll- und Verdichtungsmaschinen im evakuierten Raum absolute Staubfreiheit bei hohem Wirkungsgrad erzielen.Roboter in Fassfüllanlage minimieren belastende ArbeitInnovative Technologien und Arbeitsabläufe sprechen auch die Robotertechnik an, um manuell belastende und kräftezehrende Tätigkeiten zu minimieren. Mit einer sinnvollen Robotik können die Prozesse rationalisiert, die Prozessqualität verbessert und die Informationsverkettung vorangetrieben werden.Ein Beispiel stellt der Robotereinsatz in einer Hochleistungs-Fassabfüll- und -verschließanlage mit vier Füllstationen dar. Jeweils zwölf befüllbereite Fässer im Viererblock und zweifach gestapelt werden auf einer Palette angeliefert, auf einen Tragkettenförderer gesetzt und in einem Zwischenspeicher eingelagert. Dort übernimmt ein Industrieroboter als Depalettierer mittels Vakuumsaugteller jeweils zwei Fässer und stellt sie auf eine Fassrollenbahn zum programmierten Transport zu den Abfüllautomaten. Der Roboter stapelt auch die Leerpaletten mit anschließender Förderung zu einem Abnahmeplatz. Jeder Abfüllautomat ist mit einer selbsttätigen Waage zum Abfüllen (SWA) ausgerüstet und gewährleistet das Positionieren und Aufschrauben, eine Leertaktposition, in der alternativ eine N2-Inertisierung oder Produktvorfüllung möglich ist, eine eichfähige Unterspiegelabfüllung entsprechend dem vorgegebenen Sollgewicht und ein Verschrauben und Verclinchen, bei automatischer Entnahme der Clinchkappen.Ein Etikettierer bringt ein Selbstklebeetikett auf jedes gefüllte Fass. Vor dem automatischen Palettieren werden die Fässer so ausgerichtet, dass alle Etiketten nach dem Palettiervorgang nach außen zeigen. Der Palettierer setzt nacheinander 232 Fässer auf eine Palette, die aus einem Palettenmagazin selbsttätig platziert wurde. In einem automatischen Stretchwickler wird das palettierte Gut gewickelt und in den Versandbereich gefördert. Es ist auch eine Einzelfassdisposition möglich. Eine übergeordnete Prozesssteuerung zur Koordination der Teilsteuerungen und die Vorwahl des Produktes, des Gebindes und der Chargengröße am PC im Zentralsteuerstand sind weitere bedeutende Leistungsmerkmale. Das neu entwickelte Befüllsystem nach Bild 4 für Fässer, Säcke oder sonstige kleinere Gebinde liefert mannigfache, vorteilhafte Innovationen. Darin sind wesentliche Anlagenteile über Clamp - Schnellverschlüsse verbunden, die es ermöglichen, das Dosiersystem werkzeuglos zur Reinigung und Desinfektion zu zerlegen. Für die eichgenaue gravimetrische Gebindeabfüllung ist eine Waage mit Dosiergerät integriert. Vor der Befüllung des ersten Gebindes wird die Befüllgarnitur automatisch mit einer Spindelhubvorrichtung oder mechanisch mittels Handrad auf die Gebindehöhe eingestellt. Das staubdichte Andocken wird durch eine pneumatische Bläheinrichtung erreicht, die auch kleinere Höhenunterschiede am Fass- oder Gebindeeinlauf ausgleicht. Dabei ist eine automatische Gebindezu- oder -abfuhr über eine Rollenbahnanlage mit integrierter Waagen-Lastaufnahme möglich.Bei gravimetrischen, eichfähigen Abfüllungen ist der von der Hecht-Anlagenbau GmbH entwickelte, schnell zerlegbare Dosierschieber, in Zusammenarbeit mit dem steuernden Bizerba-Einkomponenten-Dosiercomputer, das Herzstück der Dosier- und Abfüllanlage. Eine pneumatisch angetriebene Positioniereinheit regelt die Öffnung des Schiebers. Damit wird das vorgegebene Abfüllsollgewicht eichgenau erreicht. Rieselfähige und schwer fließende Produkte lassen sich mit dieser Dosier-Waagenkombination sicher und eichgenau dosieren.Flüssigprodukt-Abfüllanlage für unterschiedliche GebindeIn der Koordinaten-Palettenabfüllanlage nach Bild 5 werden unterschiedliche Gebinde (Eimer, Fässer, Container) von 12 bis 1500 kg eichgenau befüllt. Dazu sind zwei Lastaufnahmen (Waagen), die übereinander angeordnet sind, eingesetzt und mit einem gemeinsamen Waagenterminal als umschaltbarer Einkomponenten-Dosiercomputer kabelverbunden. Die Lastaufnahme 1 hat einen Wägebereich von 50 bis 1500 kg und ist für die Befüllung von Containern und palettierten Fässern ausgelegt. Die Lastaufnahme 2, mit einem Wägebereich von 12 bis 600 kg, wird für die Füllung palettierter Eimer durch eine integrierte Hubeinrichtung vorübergehend angehoben, sodass die Hubtraversen die Palette während des Füllvorgangs vom Rollgang abheben.Die leeren, auf Paletten stehenden Gebinde und die Container werden der Füllstation automatisch über das Fördersystem zugeführt und genau positioniert. Nach visueller Kontrolle der Gebinde und Betätigen der Starttaste erfolgt die gravimetrische Überspiegelbefüllung im Grob- und Feinstrom. Durch die vorausgegangene Anwahl der Stellbilder wird die betreffende Waage (Lastaufnahme) aktiviert. Diese aufgerufenen Stellbilder gewährleisten das automatische Anfahren der einzelnen Füllstationen durch das Koordinatensystem. Die Eimer können auf der Palette in zwei Lagen gefüllt werden, bei einer Fassbefüllung stehen dagegen jeweils vier Fässer auf einer Palette. Bei den Containern wird die Fülleinheit über Tasterbedienung in die entsprechende Füllposition gefahren. Alle Gebinde werden nach dem Befüllen manuell verschlossen und danach ausgefördert. Somit ermöglicht es die ,,Waage in der Waage" mit einer Station vielfältige Gebindegrößen und -formen eichgenau zu verarbeiten.Innovationen in der Dosier- und Abfülltechnik sind die Basis zukunftsweisender Anlagenkonzepte mit hohem Rationalisierungsgrad und optimaler Wirtschaftlichkeit. Dabei sind die Dosierelemente für flüssige oder pastöse Stoffe oder Schüttgüter ebenso angesprochen wie intelligente Abfüllwaagen, vielfältige, auf das Produkt und Gebinde zugeschnittene Fördereinrichtungen und komplexe Steuerungen bis zur visuellen Darstellung und Durchführung des Verfahrensablaufes. Anlagenbeispiele von der Sackabfüllung über den Robotereinsatz bis zu Koordinaten-Palettenabfüllanlagen unterstreichen dieses.