Automatische Entleerung von Big-Bags und Pulverdosierung verbessern Effizienz und Sicherheit bei bekanntem Chemieunternehmen
HUDDERSFIELD, GROSSBRITANNIEN — Verbesserte Produktionseffizienz kombiniert mit eigensicheren Betriebsstandards für das Pulver-Handling in einem explosionsgefährdeten Bereich sind nur einige der Vorteile, die durch die Installation eines vollautomatischen Big-Bag-Austrage- und Chargendosiersystems von Flexicon am Standort Huddersfield von Holland Dyes and Chemicals Ltd. erzielt wurden.
Als einer der wichtigsten britischen Hersteller chemischer Farbstoffe stützt sich die Produktion des Unternehmens auf die Gleichmäßigkeit der Formulierung, mit dem primären Ziel, beim Dosieren und Mischen von Rohstoffen direkt von Anfang an alles richtig zu machen.
Die Aufgabe von Flexicon bestand darin, ein bisher weitgehend manuelles System zu automatisieren. Dies wurde durch enge Zusammenarbeit mit Jacobs Engineering und den Ingenieuren von Holland Dyes & Chemicals erreicht, um eine vollständig geschlossene mechanische Förderlösung zu entwickeln.
Das in flexiblen Big-Bags (FIBCs) angelieferte Rohmaterial wird zur Verarbeitung flüssiger chemischer Zwischenchargen in einen Reaktorbehälter abgegeben.
Im Interesse der Sicherheit sind alle Geräte und Einrichtungen dort so konzipiert, dass die Wahrscheinlichkeit von Feuer oder Explosionen gemäß den neuesten europäischen Sicherheitsvorschriften minimiert wird. Die mit sich bringende Einfachheit und die sanften Handhabungseigenschaften des rotierenden Schneckenförderers von Flexicon boten in dieser Anwendung eine Reihe von entscheidenden Vorteilen. In erster Linie sorgt die Abwesenheit von Luft als Fördermedium dafür, dass das Pulver seinen Feuchtigkeitsgehalt behält, was unerlässlich ist, um das Zündrisiko durch elektrostatische Entladung innerhalb des Systems zu begrenzen.
Weitere Vorteile eines solchen vollständig geschlossenen Fördersystems sind der Schutz vor Staubemissionen in die Umgebungsatmosphäre und die Konsistenz des Materialtransfers zwischen Big-Bag, Chargenwägetrichter und Prozessreaktor.
Die Steuerung der Chargenwaage beinhaltet einen Alarm, der meldet, wenn kein Material oder keine Zuführung vorhanden ist. Das horizontale Dosierband zur Beschickung des Reaktors läuft erst nach Erhalt eines Startsignals von der Haupt-SPS an. Sobald 95 % des Chargenmaterials ausgetragen sind, schaltet das Förderband auf Rieselgeschwindigkeit um, bis die genaue Menge Pulver geliefert wurde.
Die modular aufgebaute Big-Bag-Entleerstation wurde in einem der oberen Stockwerke installiert. Die zugehörige Chargenwaage und der Förderer wurden für eine sehr kompakte Installation konzipiert, zu der auch ein kombiniertes horizontales und vertikales kernloses Schneckensystem mit einer kundenspezifischen Übergabestelle gehörte.
Um einen freien Fluss des sehr kohäsiven Pulvers zu ermöglichen, das sowohl für Brücken- als auch für „Mäuselochbildung" anfällig ist, wurde eine Kombination aus zwei Strömungsassistenten eingesetzt. Ein Rotationsrührwerk arbeitet unmittelbar über der horizontalen Zuführschnecke und obenauf sitzt ein wenig Energie verbrauchendes „FLEXI-FINGER"-Vibrationsgitter. Über der Austrageeinheit, die über eine umschlossene Big-Bag Stutzenschnittstelle und ein Durchflussregelventil verfügt, können Big-Bag mit einem Gewicht von bis zu 1 Tonne angeordnet werden, so dass ein staubfreies An- und Abkoppeln beim Big-Bag Wechsel möglich ist.
Multi-Inhaltsstoffdosierung aus Big-Bags
Wo andere Anwendungen eine individuelle Inhaltsstoffdosierung erfordern, kann Flexicon eine Vielzahl von Big-Bag-Austrageeinheiten mit einer zentralen Steuerung verknüpfen, so dass einzelne Materialien in einer vollständig geschlossenen Umgebung in einen Mischer übertragen werden können.
Die Chargensteuerung wird von einer SPS sequenziert, indem sie die Förderer so aktiviert, dass sie jeweils ein vorprogrammiertes Materialgewicht in einen zentralen Trichter laden. Die Förderer arbeiten in Kombination mit der Gewichtssteuerung und reduzieren den Hochgeschwindigkeits-Materialfluss kurz vor Ende jedes Füllzyklus auf eine finale Rieselförderung. Das Auslassventil schließt dann automatisch, wenn das genaue Sollgewicht erreicht ist. Das System kompensiert das noch im Fall befindliche Material und löst bei Über- oder Untergewicht oder bei Leerwerden eines Big-Bags ein Alarmsignal aus. Es können abschließende Chargenprotokolle erstellt werden, die alle Einzelfüll- und Gesamtchargengewichte enthalten. Für werksweite Qualitätssicherungsanforderungen kann das System mit Remote-Datenbankmanagement-Systemen verbunden werden.
Komplette Chargen werden über einen Schieber zu einem Bandmischer geleitet, von wo aus sie in Fässer, Kisten oder andere Behältnisse gefüllt werden können. Alternativ können Mischungen über einen flexiblen Flexicon-Schneckenförderer direkt zu Prozessströmen, Extrudern oder Verpackungsanlagen dosiert werden.
Eine Vielzahl von Materialien von submikronisierten Pulvern bis hin zu Granulaten können verarbeitet werden, und das System eignet sich besonders für die hygienische Mischung empfindlicher Inhaltsstoffe. Dazu gehören druckempfindliche Produkte ebenso wie öl-, fett- oder feuchtigkeitshaltige oder andere Additive, die dazu tendieren, in herkömmlichen Transfermethoden zu verklumpen, zu verkleben oder zu schmieren.
Über jeder Entladeeinheit, die mit einer Trichtereinlaufrutsche und einem Durchflussregelventil ausgestattet ist, die ein staubfreies An- und Abkoppeln des Big-Bag Stutzens ermöglichen, können Big-Bag mit einem Gewicht von bis zu 2 Tonnen platziert werden. Um den Fluss von trägen Materialien zu unterstützen, heben und senken die „FLOW-FLEXER"-Sack-Walkeinrichtungen die Unterkanten des Big-Bags in zeitlichen Abständen. Dadurch wird verdichtetes Material aufgelockert und eine gleichmäßige Versorgung des Förderers sichergestellt. Jeder Hub des Aktivators wird mit zunehmender Entleerung des Big-Bags länger und hebt ihn in eine steile „V"-Form. Gleichzeitig spannt eine oben angebrachte Verlängerungsvorrichtung den Big-Bag in eine Kegelform und optimiert so den Materialfluss zusätzlich.
Die flexiblen Flexicon-Schneckenförderer zeichnen sich durch die mechanische Effizienz einer Stahlspirale aus, die sich in einem Rohr aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht dreht. Dadurch wird das Material schonend bewegt, ohne dass kostspielige Druckluft- oder Vakuumsysteme erforderlich werden.
Die Förderer sind modular aufgebaut und haben glatte Innenflächen ohne jegliche Unebenheiten, in denen sich Material ansammeln könnte. Dies ermöglicht einen sauberen, wartungsarmen Betrieb des Systems, das außerdem bei Bedarf durch weitere Fördermodule erweitert werden kann.
Die Komponenten der Systeme sind modular aufgebaut und können schnell vor Ort montiert werden. Eine große Auswahl an Ausführungen in beschichtetem Kohlenstoffstahl oder Edelstahl wird angeboten. Flexicon ist in der Lage, Materialien der Kunden auf ihre Fließeigenschaften vorzuprüfen und so vorhersehbare Leistungsstandards zu garantieren.
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