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Flexibler Schneckenförderer hilft, Milchpulver mit hohem Durchsatz zu verpacken

BREVARD, NC, USA — Transylvania Vocational Services (TVS, Inc.) musste Trockenmilchpulver unterschiedlicher Dichte aus 25-kg-Säcken entleeren, transportieren und mit einer Geschwindigkeit von 40 kg/min in 1-kg-Big-Bagn verpacken.

Die Lösung bestand aus einer Sackentleerstation mit einer Fläche von 77,4 cm², in die zwei Arbeiter das Pulver entleeren, das dann in einen runden Vibrationsabscheider mit 1,2 m Durchmesser fällt. Der Separator entfernt Papierschnipsel vom Aufschneiden der Säcke, die zusammen mit dem Milchpulver eingetragen wurden. Das Pulver fällt aus dem Auslauf der Siebanlage in einen 0,8 m² großen Flexicon-Bodentrichter. Ein 5 Meter langer flexibler Flexicon-Schneckenförderer mit einer Steigung von 45 Grad transportiert das Pulver durch eine interne Anlagenwand zu einem Füller und einer vertikalen SchlauchBig-Bagverpackungsmaschine im Nebenraum.

„Der flexible Schneckenförderer war die einfachste Methode, um auf engstem Raum zu fördern", sagt Hendrik Colijn, beratender Ingenieur des Projekts.

Becky Alderman, Betriebsleiterin von TVS, beschreibt die großen Komponenten, die benötigt werden, um 40 kg Durchsatz pro Minute zu erreichen, und erklärt: „Wir haben die Anlage überdimensioniert. Ein 10 PS starker Antrieb hält die flexible Schnecke in Rotation, um den hohen Pulverstrom durch das 15-cm-Rohr zu führen." Charles Merrill, Betriebsleiter Lebensmittel, fügt hinzu: „Wir brauchen den hohen Durchsatz, um unsere Vertragsbedingung von 7 Millionen Kilogramm pro Jahr zu erfüllen."

Das nach 3-A-Molkerei-Standards gebaute System arbeitet in einem temperatur- und feuchtigkeitsgeregelten Reinraum, wie er für die USDA-Molkereizertifizierung erforderlich ist. Die Temperatur wird zwischen 21 und 23 Grad gehalten und die Luftfeuchtigkeit zwischen 27 und 35% für das Trockenprodukt (2,5 bis 3% Feuchtigkeit). „Feuchtigkeit über 3% verursacht Probleme mit den Verpackungsmaschinen", sagt Merrill.

Unterschiedliche Dichten sind schwer zu handhaben

Das Entleersystem musste Trockenmilch mit einer Dichte von 480 bis 640 kg/m³ bei einem Durchsatz von 40 kg/Minute verarbeiten. „Wir verpacken eines der schlimmsten Produkte für Verpackungsmaschinen", fährt Merrill fort. Die Schüttdichten ändern sich ohne Vorankündigung, sogar in der gleichen Palettenladung, da 25-kg-Säcke Trockenmilchpulver aus USDA-Lagern einer Vielzahl von Lieferanten eintreffen. Die unterschiedliche Dichte erfordert eine ständige Anpassung des Füllers und der vertikalen SchlauchBig-Bagmaschine.

Die Kreisschwingsiebmaschine und der flexible Schneckenförderer zeigen sich jedoch weitgehend unbeeindruckt von den Schüttgewichtsschwankungen.

Die niedrige Kreisschwingsiebmaschine ist mit zwei außenliegenden Vibrationsmotoren ausgestattet. Die Motoren verleihen zwei federnd gelagerten Siebdecks mehrstufige Trägheitsschwingungen, wodurch überdimensionale Partikel auf kontrollierten Wegen über die Sieboberfläche zum Siebrand wandern, wo sie ausgetragen werden. Die Siebeffizienz verbessert sich, indem das Pulver gezwungen wird, über einen maximalen Bereich der Sieboberfläche mit Maschenweite 8 zu gleiten. Die 0,069 mm großen Partikel passieren schnell das Sieb und den Auslauf an der Rahmenunterseite.

Der flexible Schneckenförderer bewegt das Pulver durch sein UHMW-Polyethylen-Außenrohr, das eine robuste, flexible Edelstahlschnecke umschließt. Die flexible Schnecke ist das einzige bewegliche Teil, das mit dem Material in Berührung kommt, was eine einfache Reinigung gewährleistet. Während sich die flexible Schnecke im Material dreht, zentriert sie sich selbst im Rohr und hält ausreichend Abstand zwischen Schnecke und Rohr, um ein Zermahlen des Materials zu vermeiden.

Um den Pulverfluss in den Einlassadapter der flexiblen Schnecke zu fördern, wird ein Vibrator im Bodentrichter manuell entsprechend der Pulverdichte eingestellt. Zusätzlich ist der Trichter mit einer steilen Rückwand und in unterschiedlichen Winkeln nach außen geneigten Seitenwänden ausgestattet, was die Bildung von Materialbrücken zwischen den Seitenwänden reduziert und das Material veranlasst, stetig in Richtung Rückwand zu kippen und zu fließen.

Im Betrieb

Arbeiter auf einer 3 Meter hohen Zwischenebene nehmen Säcke von einer Palette, saugen sie ab und schieben sie auf ein Förderband, das diese Säcke zur Sackentleerstation transportiert. Zwei Arbeiter schneiden die Säcke auf und schütten den Inhalt in die Sackentleerstation.

Die Umgebungsluft und der Staub aus den Deponieraktivitäten werden durch ein oben montiertes Abluftgebläse auf die Außenseiten von zwei Patronenfiltern gesogen. Der auf den Außenflächen der Filter angesammelte Staub wird durch kurze, zeitgesteuerte Luftdruckstöße aus Impulsdüsen im Inneren der Filterpatronen wieder von den Filterflächen abgestoßen. Das gelöste Material fällt in einen Behälter und wird wieder in den Prozess eingeführt.

Zeitgesteuertes Sackentleeren

Um eine Überlastung des Systems und das Entfernen von Milchpulver aus der Siebanlage als Abfall zu vermeiden, müssen die Mitarbeiter ein zu schnelles Einbringen von Säcken vermeiden. TVS schult die Mitarbeiter in der Kontrolle ihrer Schüttrate und im Stoppen oder Wiederbeginnen der Einfüllung, je nachdem, ob eine Leuchte durch die Hochpegelsensoren am flexiblen Stutzen zwischen Separator und Trichter und am Austrag oben am flexiblen Schneckenförderer sowie durch einen Niedrigpegelsensor im Bodentrichter aktiviert wird oder nicht. „Diese Sensoren und die Schulung der Mitarbeiter haben die Abfallmenge enorm reduziert", sagt Merrill.

TVS betreibt die Verpackungslinie in zwei Schichten und reinigt sie in der dritten Schicht. Der Vibroscreen-FLO-THRU-Separator wird nach 3-A-Standards mit Unterdruck versorgt. „Die Siebfläche bleibt in der Regel frei von Materialresten", sagt Merrill.

Vor der Reinigung des flexiblen Schneckenförderers entfernte ein Arbeiter periodisch die Reinigungskappe und kehrt die Schneckendrehung um, um das Restmaterial zu evakuieren. Die Schnecke und das Außenrohr werden zur Reinigung entfernt. Der Förderer hat keine Ritzen oder Spalten, die Partikel einfangen oder eine gründliche Reinigung verhindern können.

TVS ist ein gemeinnütziges kommunales Rehabilitationsprogramm, das Arbeits- und Beschäftigungsdienste für Erwachsene mit Behinderungen oder anderen Beschäftigungshemmnissen anbietet. Basierend auf dem Erfolg dieser neuen Linie plant TVS, eine Schwester-Austrage- und -Verpackungslinie hinzuzufügen, die Milchpulver und andere Zutaten mischen soll. Das System soll mit einem weiteren kreisförmigen Vibrationsabscheider und zwei flexiblen Schneckenförderern ausgestattet werden.

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Flexibler Schneckenförderer hilft, Milchpulver mit hohem Durchsatz zu verpacken

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Aus Säcken in die Sackentleerstation entleertes Milchpulver strömt durch eine kreisförmige Vibrationssiebmaschine mit 1,2 m Durchmesser in den Flexicon-Bodentrichter, aus dem ein flexibler Schneckenförderer mit einer Steigung von 45 Grad das Pulver zur SchlauchBig-Bag-Befüllmaschine im Nebenraum transportiert.

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