Bei der Verarbeitung von Schüttgütern ist die Dosierung die wohl wichtigste Komponente.

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Gravimetrisch dosieren Schüttgüter richtig verarbeiten

29.03.2022

Für viele Produkte müssen Schüttgüter hochpräzise in Batch- oder kontinuierliche Prozesse dosiert werden. Dies schlägt sich in der Qualität des Endprodukts sowie im einwandfreien Ablauf des Produktionsprozesses wieder. Während volumetrische Systeme das Material mengenbezogen dosieren, wiegen gravimetrische Systeme das Material und dosieren demnach massebezogen.

Die genaue und zuverlässige Dosierung von Schüttgütern ist das Herzstück vieler Prozesse. Ob es sich um die Beschickung eines kontinuierlichen Mischers, eines Extruders, einer Mühle, eines Reaktors, eines Drehrohrofens oder eines anderen Prozesses handelt - die genaue Dosierung von Schüttgütern ist der Schlüssel zur Prozesssteuerung und gewährleistet hohe Produktqualitätsstandards.

Kleine Endprodukt-Packungsgrößen stellen vor allem hohe Homogenitätsanforderungen an die kontinuierliche Dosier-Misch-Anlage. So auch bei einem führendem Nahrungsmittelhersteller, der für die Produktion seiner Produkte – unter anderem Bachpulver, Vanillinpulver sowie Mischungen für Tee- und Schokoladengetränke - auf der Suche nach einer neuen Dosier-Misch-Anlage war.

Die Anforderungen: Die Anlage sollte problemlos Schüttgüter mit sehr feiner Korngröße dosieren und mischen können. Auch das Verarbeiten hygroskopischer Schüttgüter sollte kein Problem darstellen. Außerdem müssen für die Produkte bestimmte Stoffe immer wieder in extrem kleinen Mengen zudosiert werden - beispielsweise bei der Gelierzuckerherstellung: Hier liegt der Pektingehalt bei 0,6 Prozent. Um diese Anforderungen zu erfüllen, entschied sich der Nahrungsmittelhersteller für eine Anlage von Gericke. Das Unternehmen mit Sitz in Regensdorf (Schweiz) entwickelt und fertigt seit über 125 Jahren Maschinen und Systeme zur Schüttgutverarbeitung. Neben einer großen Auswahl von Mischern bietet Gericke unter anderem ein breites Produktportfolio an Dosierern für kleinste bis höchste Förderleistungen an.

Fördermenge wird mittels Waagen überwacht

Generell wird in volumetrisches und gravimetrisches Dosieren unterschieden. Letztere kombiniert die vollmetrische Dosierung mit präziser Wägetechnik und einer Steuerung. So wird bei der gravimetrischen Dosierung mittels einer Differentialdosierwaage entweder eine gewünschte Menge als Batch (zum Beispiel in Kilogramm) verwogen oder ein über die Zeit konstanter Massenstrom (beispielsweise Kilogramm pro Stunde) kontinuierlich dosiert. Um eine kontrollierte Fördermenge zu erreichen, wird der Gewichtsverlust dabei durch präzise Wägezellen kontinuierlich überwacht und die Geschwindigkeit des Förderwerkzeugs entsprechend angepasst. Dies erfordert neben einer optimierten mechanischen Konstruktion auch eine ausgefeilte Mess- und Regeltechnik, die integraler Bestandteil aller Gericke-Dosierer ist.

Wägesysteme mit direkter Lastmessung

Ein universelles und kompaktes Wäge- und Dosierkonzept muss nicht auf Kosten einer reduzierten Genauigkeit gehen. Die Gericke-Dosierwaagen mit direkter Lastmessung ermöglichen eine effiziente gravimetrische Dosierung von Schüttgütern. Bei plattformbasierten Systemen wird das Dosiergerät auf eine hochauflösende Wägeplattform montiert. Die kompakten Systeme sind leicht zu reinigen und für industrielle Umgebungen ausgelegt. Sie werden hauptsächlich in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie eingesetzt, können aber an jede Anwendung angepasst werden, bei der es auf höchste Genauigkeit ankommt.

Hybride Wägesysteme für schwierige Umgebungen

Die gravimetrischen Dosiergeräte von Gericke mit tarakompensiertem Wägesystem eignen sich für Anwendungen, bei denen sowohl hohe Genauigkeit als auch Robustheit gefordert sind. Da das Eigengewicht des Dosierers mechanisch kompensiert wird, steht der gesamte Wägebereich für die reine Gewichtsmessung des Schüttgutes zur Verfügung. Durch das Federdämpfersystem werden Vibrationen bereits gefiltert, bevor sie die Wägezelle erreichen. Die Hybrid-Dosierwaagen eignen sich daher besonders für die Dosierung von Schüttgütern mit geringer Schüttdichte in schwierigen Umgebungen.

In der neuen Anlage des Nahrungsmittelherstellers wurde neben dem Konti-Mischer GCM eine Differentialdorsierwaage verbaut. Die Steuerung erfolgt mit der Gerätesteuerung für Differentialdosierwaagen UC 500. Alternativ kann aber auch eine übergeordnete SPS-Steuerung mit Visualisierung auf dem PC eingesetzt werden. Alle Anforderungen des Nahrungsmittelherstellers an die Homogenität werden so optimal erfüllt. Ein weiterer Vorteil: Die Waagen und Mischer können durch ihre Gestaltung und Anordnung in die Reinigungsposition geschwenkt werden, womit sich die Reinigungszeit verkürzt.

Bildergalerie

  • Im Technikum können auf Originalgeräten Dosier- und Mischversuche vorgenommen werden. Dazu gehören auch Granulieren, Coaten und thermische Wärmeübertragung.

    Bild: Gericke

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