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Versiegeltes Big-Bag-Entleer-/Fördersystem stoppt Staub, verkürzt die Zykluszeiten und erhöht die Qualität von Deodorantchemikalien

ST. LOUIS, MO, USA — Willert Home Products verkürzte bei der Herstellung von blauen Toilettenschüssel-Deodorants die Dosierzeit um 20%, verbesserte die Genauigkeit der Chargen auf 0,01% und eliminierte Staub aus dem Arbeitsbereich — dies alles durch ein automatisiertes System aus zwei Big-Bag-Austrageeinheiten und fünf flexiblen Schneckenförderern.

Die Umstellung vom manuellen Entleeren von 23-kg-Säcken auf automatisches Entleeren von 900-kg-Big-Bags von zwei schwer zu fördernden hygroskopischen Pulvern machte sich dank kürzerer Zykluszeiten und Senkung der Rohmaterialkosten in weniger als einem Jahr bezahlt. Auch der Wegfall der Entsorgungskosten für die leeren Säcke trug zu den Einsparungen bei.

Bisher wurden 23-kg-Säcke mit wasserfreiem Borax und Natriumsulfat manuell in einen Mischer mit einer Kapazität von 2,4 Tonnen gekippt. Willert Home Products versuchte erfolglos, die Mischung erst mit einem Becherwerk, dann mit einem mechanischen Luftförderer in einen kleineren Mischer auf der zweiten Etage zu fördern.

Das Pulver verklumpte durch die Luftfeuchtigkeit

Bryan Willert, stellvertretender Betriebsdirektor, sagt: „Das Becherwerk blockierte und brach, wenn das Pulver durch die Feuchtigkeit hier in St. Louis verklumpte. Wir ersetzten es durch einen mechanischen Luftförderer, aber das brachte zu viel 'Energie' in die Mischung, so dass das feuchtigkeitsempfindliche Pulver schmolz, agglomerierte und die Förderanlage verstopfte. Dann rissen die Kabel. Wenn wir dem Mischer einen sprühgetrockneten Tensidzusatz zusetzten, verklebte der Förderer noch mehr."

Willert überlegte, die mechanische Luftförderung durch eine pneumatische zu ersetzen, entschied sich dann aber für flexible Schneckenförderer. „Das geschlossene Rohr mit einer flexiblen Schnecke entsprach unserer Anforderung, das Pulver von der feuchten Umgebungsluft zu isolieren. Durch die schonende Handhabung fließt das Pulver widerstandslos durch den Förderer", sagt er.

Die flexiblen Schneckenförderer bewegen das Material durch ein Rohr mit einem Durchmesser von 11 cm, das eine robuste, flexible Edelstahlschnecke umschließt, die von einem Elektromotor mit nur geringer Leistung angetrieben wird. Während der Rotation zentriert sich die flexible Schnecke selbst. Der Abstand zwischen Schnecke und Rohrwand minimiert Produktschäden oder vermeidet sie komplett.

Wasserfreier Borax ist abrasiv, aber leicht und flockig (Schüttdichte 760 kg/m³, Partikelgröße 200 Mesh). Der flexible Förderer, der das Pulver zum Mischer transportiert, benötigt eine hochbelastbare Flachdrahtschnecke, deren flache Förderfläche eine positive Vortriebskraft aufbringt und gleichzeitig die Radialkraft gegen die Wände des Außenrohres reduziert. Das hochbelastbare Flachdrahtmaterial der Schnecke hält der Abrasivität des Materials stand.

Da Natriumsulfat eine höhere Schüttdichte (1170 kg/m³ und eine Partikelgröße von 200 bis 400 Mesh) aufweist, erfordert es eine Rundschnecke, die dem Material höhere Radialkräfte verleiht.

Dosierbetrieb auf zwei Ebenen

Zwei Flexicon-Big-Bag-Austrageeinheiten, die jeweils mit einem pyramidenförmigen Trichter mit einer Kapazität von 0,1 m³ ausgestattet sind, geben das Material an zwei flexible Schneckenförderer mit 10 m Länge ab, die es in einem Winkel von 45° zum 3 m hohen Mischer transportieren.

Inhaltsstoffe in geringeren Mengen, die meisten Flüssigkeiten und Farbstoffe, werden an einer Sackentleerstation zugeführt und über einen 3 m langen flexiblen Schneckenförderer zum Mischer transportiert.

Aus dem Schüttgutmischer treibt ein weiterer 6,3 m langer flexibler Schneckenförderer die Mischung zu einem kleinen 280-kg-Mischer auf der zweiten Etage, der per Schwerkraft einen Auffangtrichter speist, der wiederum einen Dosierer beschickt, der die Mischung in einen gleichsinnig drehenden Doppelschneckenextruder dosiert, der die Toilettentank-Pucks produziert.

Entleerer bewegen hartnäckige Pulver

Die Big-Bag-Austrageeinheiten sind jeweils mit pneumatisch aktivierten FLOW-FLEXER™-Big-Bag-Walkeinrichtungen ausgestattet, die auch hartnäckiges Pulver fließfähig halten, indem sie die unteren Seitenwände des Big-Bags in vorgegebenen Zeitabständen „massieren". Mit zunehmender Entleerung des Big-Bags nimmt der Plattenhub zu, wodurch der Boden des Big-Bags in eine steile „V"-Form gebracht wird, was die vollständige Produktaustragung fördert. „Ohne diese 'Masseure' würde das Pulver nicht aus dem Big-Bag wander", sagt Willert.

Der Trichter unter jeder Austrageeinheit enthält ein mechanisches Rührwerk und einen pneumatischen Rüttler, die den Materialfluss in den Einlassadapter des jeweiligen flexiblen Schneckenförderers fördern.

Das System schließt den Staub ein

Das Dosiersystem eliminiert den Staub, der zuvor beim Einbringen der 23-kg-Säcke in den Großmischer anfiel. Das Pulver bleibt vom Zeitpunkt der Anbindung des Big-Bags über den Förderprozess bis hin zur abschließenden Extrusion eingeschlossen. „Das gesamte System ist dicht", sagt Willert.

Von jeder Big-Bag-Austrageeinheit aus wird der Staub durch ein Iris-Ventil mit einem Durchmesser von 30 cm und einer flexiblen, undurchlässigen Membran kontrolliert. Damit kann der Bediener den abgebundenen Big-Bag Stutzen in den Einlassschacht ziehen und das Ventil um den Stutzen herum schließen. Der Auslauf wird dann gelöst, die Zugangsklappe zum Schacht geschlossen und das gezahnte Ventil langsam gelöst, um unkontrollierte Materialschübe aus dem Big-Bag und damit aufgewirbelten Staub zu verhindern.

Verbesserte Qualitätskontrolle

Qualitätskontrolle und Genauigkeit der endgültigen Charge werden von einem SPS-/PC-Dosierprogramm überwacht und gesteuert, das von Willert Home Products entwickelt und installiert wurde. Das Programm misst den genauen Mengenfluss der beiden Pulver aus den Big-Bags durch die flexiblen Förderer bei durch eine variable Motorsteuerung gesteuerten Geschwindigkeiten. Willert sagt: „Die Förderer halten unsere Sollwerte mit sehr engen Toleranzen ein. Die Steuerung kann die Förderer anweisen, in den Rieselmodus zu gehen und gewichtsgenau mit einer Präzision von weniger als einem viertel Kilo zu stoppen."

Zuvor versuchte ein Bediener, die genauen Mengen aus den 23-kg-Säcken zu dosieren, indem er die in die Mischung gestreuten Zutaten abwog. „Das war ziemlich ungenau", sagt er.

Um die Kapazität zu erhöhen, installiert das Unternehmen eine zweite, der ersten sehr ähnliche Dosierlinie. Diese beinhaltet einen zweiten Mischer mit einer Kapazität von 2300 kg, einen Mischer mit einer Kapazität von 450 kg, einen Auffangtrichter und einen zweiten Extruder. Flexible Schneckenförderer, die durch Übergangsadapter die ursprünglichen flexiblen Förderer horizontal verlängern, bewegen das Material.

Willert Home Products fertigt im Auftrag eines japanischen Unternehmens Toilettendeodorant-Tabletten für dessen lokalen Vertrieb. Das genauere und produktivere Dosiersystem wird der wachsenden Nachfrage nach dem Produkt und den strengen Qualitätsstandards des Kunden gerecht.

* Patentiert oder zum Patent angemeldet.

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Versiegeltes Big-Bag-Entleer-/Fördersystem stoppt Staub, verkürzt die Zykluszeiten und erhöht die Qualität von Deodorantchemikalien

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Big-Bag- Chargenentleerer mit Trichtern und flexiblen Schneckenförderern liefern die Inhaltsstoffe 9 m hoch und dosieren per SPS-Steuerung präzise Chargengewichte in einen Bandmischer. Das automatisierte, staubfreie System ersetzt das manuelle Entleeren von 23-kg-Säcken.

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Zwei flexible Schneckenförderer transportieren die Inhaltsstoffe zu einem Bandmischer. Dieser mündet in einen dritten flexiblen Schneckenförderer, der die Mischung 9 m weit durch die Decke hindurch zu einem kleineren Mischer auf der zweiten Ebene fördert.

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Die Inhaltsstoffe werden von einem weiteren flexiblen Schneckenförderer über einen Austragsübergangsadapter in einen Bandmischer eingebracht

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Ein Bandmischer entlädt die Mischung in einen flexiblen Schneckenförderer, der sie 9 m weit durch die Decke zu einem kleineren Mischer auf einer zweiten Ebene hebt.

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Beschickungsadapter verbinden die 9 m langen flexiblen Schneckenförderer von den Big-Bag-Entleereinheiten mit den 3 m langen Förderern, die einen zweiten Bandmischer versorgen, um die Werksleistung mit einer zweiten Dosierlinie zu erhöhen.

N-1336