Pulverdosering og afvejning

Snegle er det mest anvendte udstyr til pulverdosering. Herudover kan der anvendes båndvægt og vibrationsrende til pulverdosering. Nedenstående omhandler anvendelse af snegle til dosering.

Hos mespo kan vi hjælpe dig med at finde den rigtige løsning til dosering. Kontakt os på 42 91 41 00 eller e-mail: mespo@mespo.dk

Pulverdosering med snegl

Loss In Weight pulverdosering

En gravimetrisk pulverdoserer er en volumetrisk doserer der enten er ophængt i vejeceller eller placeret på en vejebro.

Reguleringen af doseringen foregår ved, at det aktuelle vægttab hele tiden sammenlignes med det ønskede setpunkt. Vejekontrolleren regulerer således konstant motorens omdrejninger ud fra dette.

Nøjagtigheden for en gravimetrisk dosering ligger typisk mellem 0,2 til 0,5%.

For at kunne opnå en høj nøjagtighed er der flere faktorer, der spiller ind. Taravægten på udstyret skal være så lav som muligt.

Det betyder, at vejecelles kapacitet udnyttes optimalt til at veje produkt og ikke udstyr. En anden parameter, der er vigtigt, er antallet af genfyldninger, der bør være så lavt som muligt. Grunden til dette er, at doseren i den tid der genfyldes, opererer i volumetrisk mode, og den kan derfor ikke registrere hvad der doseres.

Disse to faktorer strider imod hinanden. En lav taravægt betyder, at udstyret ikke kan være ubegrænset stort og dermed tungt, og et lavt antal genfyldninger betyder derimod netop, at beholderen skal være stor.

Loss In Weight doseringssystem

Loss in weight pulverdosering

Tommelfingerregler for beholderstørrelse og genfyldningsfrekvens

Ved udlægning af en doserer for gravimetrisk kontinuerligt pulverdosering kan man anvende følgende tommelfingerregler:

 

  • Genfyldningskapacitet: ca. 10-15 gange maksimal doseringskapacitet
  • Ved udlæg af beholderstørrelse sættes genfyldningstidspunktet så der er 20% produkt tilbage i beholderen og genfyldnings stop ved 80% af beholderens kapacitet, dvs. der udnyttes 60% af beholderens bruttovolumen til genfyldning
  • Antal genfyldninger pr time: 5-20 beregnes i forhold til maksimal doseringskapacitet

Beregningseksempel

  • Maksimal doseringskapacitet : 600 kg/time
  • Vægtfylde: 0,5 kg/l.
  • Maksimal doseringskapacitet i l/time = 600/0,5 = 1200 l/time
  • Antal genfyldninger pr. time: 15
  • Genfyldningskapacitet: 15 x maksimal doseringskapacitet pr. time

Resultat:

  • Genfyldningsvolumen = 1200/ 15 = 80 l pr genfyldning
  • Beholderstørrelse = 80/60×100= 133 l, herefter vælges den standard beholder der er nærmest
  • Genfyldningskapacitet = 1200 l * 15 = 18.000 l/time

Hvor anvendes ”Loss in Weight” doserer?

Typisk til pulverdosering i kontinuerlige proceslinjer, som for eksempel ekstrudering eller kontinuerlig blanding. Kan også anvendes til pulverdosering i batchprocesser, men her er det mere udbredt at anvende “Gain in weight” løsningen, som er beskrevet nedenfor

Fordele:

  • Alle komponenter afvejes samtidigt
  • Procestiden er kort
  • Høj vejenøjagtighed

Ulemper:

  • Dyrere løsning end Gain in Weight, da der skal anvendes et vejesystem pr. doserer
  • Automatisk genfyldningssystem skal anvendes for at opretholde den kontinuerlige drift.

Gain In Weight pulverdosering

Gain In Weight doseringssystem er opbygget med en eller flere volumetriske pulverdoserere, der doserer til en beholder eller container ophængt i vejeceller eller placeret på en vejebro.

For at vejenøjagtigheden skal blive så nøjagtig som muligt, beregner vejesystemet hvornår sneglen skal stoppe i forhold til det ønskede setpunkt. Dette sker for at tage højde for det produkt der er i luften, dvs. fra produktet forlader dosereren til det registreres i vejesystemet. Denne funktion kaldes “efterløb”.

For at undgå fejlafvejninger stammende fra produkt, der falder fra sneglen efter at afvejningen er afsluttet, monteres der ofte en efterløbsventil på udløbet af pulverdosereren.

En ”Gain In Weight” doseringsnøjagtighed ligger typisk i området omkring 0,5 – 0,75%. Dosereren styres ofte med to hastigheder, dvs. en grovdosering med høj hastighed på sneglen og herefter en findosering med lav hastighed på sneglen.

Gain In Weight doseringssystem

Gain in weight pulverdosering

Hvor anvendes ”Gain in weight” systemer?

Typisk i batch systemer, hvor der afvejes til en blanding. Det kan enten være direkte i en vejebeholder, mixer, eller container.

Fordele:

  • Der kan anvendes et enklere vejesystem
  • Billigere løsning end Loss in Weight,  da der kun er et vejesystem
  • Manuelle genfyldningssystemer kan anvendes

Ulemper:

  • Der kan kun doseres én komponent ad gangen, så doseringstiden bliver længere i forhold til et” Loss In Weight” system.
  • Hvis der f.eks. er meget små komponenter, der skal afvejes, kan nøjagtigheden være dårlig, da vejesystemet skal kunne klare den samlede afvejning. Derfor kan det være f.eks. nødvendigt at have 2 vejebeholdere, én for små komponenter og én for store komponenter.

Loss In Weight / Gain In Weight

Det er også muligt at kombinere de to doseringsprincipper ”Loss In Weight” og “Gain In Weight”.

Dette gøres f. eks. ved at have en vejebeholder eller container på vejeceller og et antal volumetriske doserere, der doserer de store mængder. Disse registreres på containerens eller vejebeholderens vejesystem.

Herefter kan de mindre komponenter doseres ud fra en eller flere ”Loss In Weight” doserere.

Containerens eller vejebeholderes vejesystem anvendes slutteligt som en totalkontrol af den samlede afvejede mængde.

Ved at kombinere de to typer teknologier, drages der nytte af begges systemers fordele.

Loss/Gain In Weight doseringssystem

Gain in weight og loss in weight pulverdosering

Design og indbygning

Fælles for både ”Loss In Weight” og ”Gain In Weight” systemer er, at der i indbygningen af systemt skal tages hensyn til:

  • Trykforskelle imellem udstyret – disse kan forstyrre afvejningen
  • Ventilation af vejebeholder
  • Vibrationer fra omgivelserne
  • En port der åbnes til det fri, kan skabe træk igennem produktionslokalet og derved påvirke vejesystemet

Valg af snegle

Udlægning af snegle er helt afhængigt af produkterne der skal doseres.

Eksempel

Hvis der doseres rosiner vælges der typisk en spiral snegl.

Derimod kræver et frit flydende pulver at sneglen kan stoppe produktet, så det ikke “skyder” igennem. Derfor vælges typisk en snegl med en meget lille afstand mellem sneglevindingerne eller en dobbeltsnegl.

Volumetrisk pulverdosering

En volumetrisk pulverdosering er styret af sneglediameter og snegletype samt omdrejningshastighed på sneglene. En volumetrisk doserer kan anvendes som en kontinuerlig pulverdosering eller som en batchdosering. Ved batchdosering styres den volumetriske pulverdosering af tiden.

En volumetrisk pulverdosering anvendes ofte til opgaver, hvor der ikke sættes de store krav til nøjagtigheden, der typisk ligger på ca. 3-4%.

Ved en kalibrering af pulverdosererens kapacitet, doseres der i en given tid med flere forskellige omdrejningshastigheder. Ud fra de målte værdier laves en graf, der viser relationen mellem doseringsmængden og omdrejningshastigheder. Operatøren kan derfor nemt justere omdrejningerne på pulverdosereren, hvis kravet til doseringsmængden ændres.

Som det fremgår af eksemplet, er doseringen ikke lineær over hele omdrejningsområdet. Ydermere skal nævnes at denne kalibrering ikke tager højde for fyldningsgraden af sneglene, bliver lavere i takt med at beholderen tømmes.

Eksempel på graf for volumetrisk pulverdoserer

Volumetrisk kapaciteskurve på pulverdosering