Pulverdosering
Riktig teknologi for dosering av pulver
Fleksibel dosering med presisjon og høy kvalitet
Skruer er det mest utbredte utstyret for pulverdosering. I tillegg kan det benyttes båndvekt og vibrasjonsrenne for pulverdosering. MESPO kan bistå med å finne løsningen som best ivaretar dine spesifikke behov for pulverdosering.
Loss In Weight pulverdosering
En gravimetrisk pulverdoserer er basert på en volumetrisk doserer som enten er opphengt i veieceller eller plassert på en veiebro. Reguleringen av doseringen skjer ved at det faktiske vekttapet kontinuerlig sammenlignes med det ønskede settpunktet. En regulator justerer fortløpende skruens motorhastighet basert på disse målingene.
Nøyaktigheten for gravimetrisk dosering ligger typisk mellom 0,2 og 0,5 %. For å oppnå høy nøyaktighet er det flere faktorer som spiller inn, og taravekten på utstyret må være så lav som mulig. Dette betyr at veiecellens kapasitet optimalt må utnyttes til å veie produktet og ikke utstyret. En annen viktig parameter er antall etterfyllinger, som bør holdes på et minimum. Årsaken til dette er at dosereren i etterfyllingsperioden opererer volumetrisk, og dermed ikke kan registrere hva som doseres.
Eksempel:
Beregning
- Maksimal doseringskapasitet: 600 kg/time
- Bulkdensitet: 0,5 kg/l.
- Maksimal doseringskapacitet i l/time = 600/0,5 = 1200 l/time
- Antall etterfyllinger per time: 15
- Etterfyllingskapasitet: 15 x maksimal doseringskapasitet per time
Resultat
- Etterfyllingsvolum = 1200 / 15 = 80 l per etterfylling
- Beholderstørrelse = 80/60 × 100 = 133 l, deretter velges nærmeste standardbeholder
Etterfyllingskapasitet = 1200 l * 15 = 18 000 l/time
Disse to faktorene motvirker hverandre. Lav taravekt innebærer at utstyret ikke kan være ubegrenset stort og tungt, mens et lavt antall etterfyllinger derimot krever en stor beholder.
Gain In Weight pulverdosering
Gain In Weight-doseringssystemer er bygget opp med én eller flere volumetriske pulverdoserere som doserer til en beholder eller container opphengt i veieceller, eller plassert på en veiebro. For å oppnå optimal veienøyaktighet beregner veiesystemet når skruen skal stoppe i forhold til ønsket settpunkt. Dette gjøres for å kompensere for produktet som befinner seg i luften (fra produktet forlater dosereren til det registreres i veiesystemet). Denne funksjonen kalles «etterløp». For å unngå feilavveininger som stammer fra etterløpet, monteres det ofte en etterløpsventil på utløpet av pulverdosereren.
En «Gain In Weight»-doseringsnøyaktighet ligger typisk i området rundt 0,5–0,75 %. Dosereren styres ofte med to hastigheter, det vil si en grovdosering med høy skruehastighet og deretter en findosering med lav skruehastighet.
Fordeler med Gain In Weight:
- Det kan benyttes et enklere veiesystem
- Rimeligere løsning enn Loss In Weight, da det kun kreves ett veiesystem
- Manuelle etterfyllingssystemer kan benyttes
Ulemper med Gain In Weight:
- Det kan kun doseres én komponent om gangen, noe som gir lengre doseringstid sammenlignet med et «Loss In Weight»-system.
- Dersom det for eksempel skal veies opp svært små komponenter, kan nøyaktigheten reduseres ettersom veiesystemet må dimensjoneres for den samlede totalvekten. Det kan derfor eksempelvis være nødvendig med to veiebeholdere: én for små komponenter og én for store komponenter.
Gain in weight-teknologien benyttes typisk i batchsystemer der det veies inn til en resept. Dette kan skje direkte i en veiebeholder, mikser eller container.
Loss In Weight / Gain In Weight
Det er også mulig å kombinere de to doseringsprinsippene «Loss In Weight» og «Gain In Weight».
Dette gjøres for eksempel ved å ha en veiebeholder eller container på veieceller, kombinert med et antall volumetriske doserere som doserer de større mengdene. Disse registreres på containerens eller veiebeholderens veiesystem. Deretter kan mindre komponenter doseres via én eller flere «Loss In Weight»-doserere. Containerens/beholderens veiesystem benyttes til slutt for totalkontroll av den samlede avveide mengden.
Ved å kombinere de to teknologitypene utnyttes fordelene fra begge systemer.
Design og integrasjon
Felles for både «Loss In Weight»- og «Gain In Weight»-systemer er at det ved integrasjon av systemet må tas hensyn til:
- Trykkforskjeller mellom utstyret – dette kan forstyrre avveiningen
- Ventilasjon av veiebeholder
- Vibrasjoner fra omgivelsene
- Trekk (fra friskluft/omgivelser) gjennom produksjonslokalet kan påvirke veiesystemet
Valg av skruer
Dimensjonering og utforming av skruer er helt avhengig av produktene som skal doseres. Skal det for eksempel doseres rosiner, velges normalt en spiralskrue. Motsatt krever et frittflytende pulver at skruen kan blokkere produktet slik at det ikke skyter ukontrollert igjennom. I slike tilfeller velges typisk en skrue med svært liten stigning, eller en dobbeltskrue.
FAQ
Volumetrisk pulverdosering
Volumetrisk pulverdosering styres av skruediameter, skruetype og skruenes rotasjonshastighet. En volumetrisk doserer kan anvendes til kontinuerlig pulverdosering eller batchdosering. Ved batchdosering tidsstyres den volumetriske pulverdoseringen.
Volumetriske skrumatere leverer en presis mengde materiale basert på volum. De er velegnet for applikasjoner der konstant volum er tilstrekkelig for å sikre en ensartet prosess. Volumetrisk dosering benyttes ofte i situasjoner der materialets densitet er konstant. Volumetriske matere er konstruert for å håndtere et bredt spekter av materialer, inkludert pulver, pellets, flak og granulat. Materen opererer ved å transportere en fast mengde materiale per tidsenhet, noe som sikrer jevnhet i prosessen. Volumetrisk mating er ideelt for applikasjoner der ekstrem presisjon ikke er kritisk, men hvor en kontinuerlig materialstrøm er påkrevd.
Volumetrisk pulverdosering benyttes derfor ofte til oppgaver der det ikke stilles strenge krav til nøyaktighet, som typisk ligger på rundt 3–4 %. Ved kalibrering av pulverdosererens kapasitet doseres det over et definert tidsrom med flere ulike rotasjonshastigheter. Basert på måleverdiene utarbeides en kurve som viser sammenhengen mellom doseringsmengde og omdreiningshastighet. Operatøren kan dermed enkelt justere turtallet på pulverdosereren dersom kravet til doseringsmengde endres.
Som det fremgår av eksempelet til høyre, er ikke doseringen lineær over hele turtallsområdet. Det må videre bemerkes at kalibreringen ikke kompenserer for at fyllingsgraden i skruene avtar etter hvert som beholderen tømmes.
Fordeler med volumetrisk pulverdosering:
- Enkelhet og kostnadseffektivitet: Volumetriske matere er ofte enklere og mer kostnadseffektive enn sine gravimetriske motparter, da de ikke krever veiing av materialet.
- Robusthet: Disse materne er kjent for sin holdbarhet og evne til å fungere kontinuerlig i krevende miljøer uten å miste presisjon.
- Fleksibilitet: De kan tilpasses ulike typer materialer og produksjonshastigheter, noe som gjør dem allsidige i en rekke industrielle applikasjoner.
- Teknologi og tilpasning: Det tilbys ulike konfigurasjoner og størrelser for å imøtekomme spesifikke kundebehov. Volumetriske matere kan integreres i eksisterende produksjonslinjer med minimale endringer i oppsettet.
Gravimetrisk dosering
Gravimetriske skrumatere måler og doserer produkter basert på vekt fremfor volum. Dette gjør dem ideelle for prosesser der høy doseringsnøyaktighet er kritisk, da de kan kompensere for variasjoner i materialets densitet. Gravimetriske doseringsskruer brukes ofte i komplekse prosesser som kontinuerlig blanding eller i produksjoner som krever presis kontroll over materialflyten for å oppnå optimal kvalitet på sluttproduktet.
Gravimetriske doseringssystemer fungerer ved kontinuerlig veiing av materialet under mating. Dette muliggjør justering av matehastigheten for å sikre at ønsket vekt per tidsenhet tilføres prosessen. Dette er spesielt fordelaktig i applikasjoner hvor materialets densitet kan variere.
Gravimetrisk dosering er ideelt for applikasjoner som krever høy presisjon, som i farmasøytisk produksjon, kjemiske prosesser, næringsmiddelproduksjon eller andre industrier hvor selv små avvik i doseringen kan påvirke produktkvaliteten.
Fordeler med gravimetrisk dosering:
- Høy presisjon: Gravimetriske matere sikrer ekstremt presis dosering, noe som er avgjørende for mange kvalitetskontrollprosesser.
- Fleksibilitet: De kan håndtere et bredt spekter av materialer, inkludert pulver, granulat og flak, og tilpasse seg endringer i materialegenskapene.
- Kvalitetskontroll: Den presise kontrollen over materialflyten bidrar til å sikre at de ønskede produksjonsspesifikasjonene alltid overholdes.
- Teknologi og integrasjon: Gravimetriske matere er utstyrt med avansert veieteknologi og integrerte styringssystemer som muliggjør overvåking og justering av materialflyten i sanntid. Dette gjør det mulig å integrere dem sømløst i eksisterende produksjonssystemer.
Typer gravimetriske matere
- Batch-matere: Brukes i prosesser der nøyaktige mengder materiale skal tilføres i diskrete satser.
- Kontinuerlige matere: Utviklet for prosesser som krever en konstant materialflyt med høy nøyaktighet.