Automatisierte Anlage verbessert die hygienische Abfüllung von Kaffeeweißer in Großpackungen
REPOROA, NEUSEELAND — Die neue, automatisierte Verpackungslinie von Anchor Products zum Befüllen von Big-Bags mit Natriumcaseinat eliminiert den für Rotationssackbefüller typischen Staubaustrag und reduziert die Verpackungsabfälle um 90 %. Außerdem erzielt das Unternehmen so eine Abfüllgenauigkeit von 1 % des Big-Bag Gewichts.
Das Pulver wird automatisch von einem System transportiert und befüllt, das aus zwei flexiblen Schneckenförderern, einem 1500-Liter-Fülltrichter und einer Big-Bag-Befülleinheit besteht. Die 680-kg Big-Bag werden automatisch vom Befüller zu einem Heißsiegelgerät und anschließend in das Schüttgutlager transportiert. Das SPS-gesteuerte System ist mit der Anlagen-SPS verbunden.
Anchor Products, das größte Tochterunternehmen der New Zealand Dairy Group, verpackt Natriumcaseinatpulver für den Export an einen Kunden in Korea zur Herstellung von Kaffeeweißer.
Anchor wählte flexible Schneckenförderer als die effektivste Methode, um dieses schwer zu fördernde Pulver auf engstem Raum von 10 x 6,7 Metern zu befördern.
Überwindung der Durchlüftung
Flexible Schneckenförderer boten die Möglichkeit, die Durchlüftungsneigung des halb frei fließenden Pulvers zu kompensieren. (Die Schüttdichte beträgt 416 kg/m3, der Schüttwinkel 45 bis 60°.) Die flexiblen Schneckenförderer verlaufen in einem Winkel von 20°, was der Durchlüftung entgegenwirkt, indem weniger Energie in das Pulver eingebracht wird, als bei einem steileren Winkel. Die Schnecke ist eine breite Flachspirale mit einer größeren Auflagefläche als bei typischen Runddrahtschnecken. Die Flachschnecke übt eine positive Vorwärtskraft aus und reduziert gleichzeitig die Radialkraft gegen die Außenrohrwände.
Anchor verwarf eine pneumatische Förderung, die eine Entlüftungsstation benötigen würde. „Ein Separator würde die Verpackungszeit verkürzen und die Feinmaterialverluste erhöhen", sagt Keith Mason, ehemaliger Leiter des Baustellendienstes, der die Installation beaufsichtigte.
Die flexiblen Schneckenförderer bewegen das Material durch ein UHMW-Rohr mit einem Durchmesser von 16,8 cm, das eine robuste, flexible Edelstahlschnecke umschließt, die von einem Elektromotor mit nur geringer Leistung angetrieben wird. Beim Drehen zentriert sich die flexible Schnecke im Rohr selbst, indem sie einen Abstand zwischen sich und der Rohrwand schafft und eine sanfte Rollbewegung erzeugt, die die typische Beschädigung des Pulvers in einem Separator verhindert.
„Da wir große Mengen verpacken, konnten wir nicht zulassen, dass sich Luft mit dem Pulver vermischt", fährt Mason fort. Der SPS-gesteuerte Vibrationsverdichtungs- und Entlüftungsstand der Big-Bag-Befülleinheit entfernt Luft, stabilisiert den Big-Bag und verteilt das Material gleichmäßig.
Wie das System funktioniert
Das Natriumcaseinatpulver gelangt aus dem Mischbereich in den Verpackungsraum, nachdem es sprühgetrocknet und auf die richtige Partikelgröße gemahlen und je nach Auftragsanforderung in einer abgewogenen Charge in einen Verpackungsbehälter überführt wurde.
Am Schaltpult außerhalb des Packraums leitet ein Bediener das Pulver entweder an die 4-Stationen-Rundpackmaschine zum Befüllen von mehrwandigen 20- bis 25-kg-Säcken oder an die Flexicon-Big-Bag-Befülleinheit weiter.
Der erste 7,5 Meter lange flexible Schneckenförderer transportiert das Pulver aus dem Verpackungsbehälter in einem Winkel von 20° auf eine Höhe von 1,2 Meter. Das Pulver fällt durch einen Metalldetektor und einen Übergangsauslaufadapter, der sich durch den Fußboden bis in die untere Ebene erstreckt, in den Auffangtrichter. Die SPS schaltet den flexiblen Förderer nach Bedarf ein und aus, um einen vorgegebenen Materialstand im Trichter zu halten.
Der zweite 3 m lange flexible Schneckenförderer, der vom Auffangtrichter ausgeht, transportiert das Pulver in einem Winkel von 20° zur automatisierten Big-Bag-Befülleinheit. Der Bediener wählt die Befüllsequenz aus, und der Big-Bag wird automatisch bis zum vorgegebenen Gewicht befüllt. Der Austragerahmen der Big-Bags ist auf vier WägeZell montiert, die ladungsproportionale Gewichtszunahme-Informationen an die SPS übertragen. Die SPS verlangsamt die Drehzahl des Schneckenmotors kurz vor Erreichen des Sollgewichts auf ein Materialrieseln und stoppt ihn mit einer Genauigkeit von ± 1 kg ganz, sobald das Zielgewicht erreicht ist.
Die flexiblen Förderer fördern das Pulver intermittierend: 5 Minuten ein, eine Minute aus. Die Verpackungsrate beträgt 7 Tonnen/Stunde.
Ein aufblasbarer Anschluss dichtet den Big-Bag Stutzen ab, um Staubaustritt zu vermeiden. Eine Staubabsaugleitung verbindet den Füllkopf mit dem Absaugsystem der Anlage. Mason sagt: „Früher haben wir mehr als 0,05 % Staub pro Tag beim Packen von 20-kg-Säcken gesammelt. Dieser Anteil ist auf 0,005 % gesunken."
Die vollen Big-Bags werden automatisch ausgetragen
Pneumatisch zurückgezogene Big-Bag Schlaufenhaken geben den gefüllten Big-Bag automatisch frei. Die SPS weist den Drucker an, Etiketten zum Einlegen in jeden Big-Bag zu drucken. Diese Etiketten enthalten Datums-, Produkt-, Gewichts- und andere Daten zwecks Rückverfolgbarkeit und Bestandskontrolle. Ein Flachbandförderer entnimmt den gefüllten Big-Bag aus dem Füller, während ein zweites Band den Big-Bag unter einem Heißsiegelgerät positioniert, das den Big-Bag-InnenBig-Bag versiegelt, um die Qualität des an den Kunden gelieferten Produkts auf höchstem Niveau zu halten. Der Big-Bag wird auf dem Förderband aus dem Raum zum Stapelportal geführt, wo er gewogen, auf eine Palette gestellt und zur Stapelung in das Big-Baglager gebracht wird.
Um dem neuseeländischen Milchproduktstandard NZCP6 zu entsprechen, wurde die Ausrüstung der Verpackungslinie aus lebensmittelgerechten Materialien hergestellt, einschließlich UHMW-Polyethylen für die Förderer und Edelstahl 304 mit innenliegenden Schweißnähten, die geschliffen und auf ein lebensmittelhygienisches Finish poliert sind.
Erweiterung der Marktchancen
Andere Kunden haben Interesse bekundet, Anchors Natrium- und Kalziumcaseinat sowie Gesamtmilchproteinprodukte in Großgebinden zu erhalten. „Wir mussten die Verpackung dieser Produkte auf der gleichen Linie ermöglichen", sagt Mason. Die Big-Bag-Befülleinheit bietet Platz für variable Big-Bag Größen zwischen 350 und 900 kg. Ein Linearantrieb hebt und senkt den Füllkopf zur Anpassung an verschiedene Big-Bag Größen.
„Der Kunde ist sehr zufrieden mit der Leistung der Verpackungslinie", sagt Bauleiter Gerard Gunnell.
Zum Vergrößern klicken