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Bei Forbes Chocolate beschleunigt ein automatisiertes Pulverentladesystem den Mischprozess um 25 Prozent

CLEVELAND, OH, USA — Bei Forbes Chocolate fördert eine automatische Big-Bag-Austrageeinheit per Gewichtsverlustkontrolle über einen flexiblen Schneckenförderer ein Viertel bis ein Drittel mehr Hauptbestandteile pro Schicht in drei Bandmischer, als das mit der bisherigen manuellen Entleerung von 23-kg-Säcken möglich war. Dies entspricht einem Anstieg von 675 kg/Stunde bei gleicher Mitarbeiterzahl.

Gesundheit und Sicherheit werden verbessert, da die Arbeiter jetzt keine Säcke mehr heben, aufschneiden und in eine Sackentleerstation entleeren müssen. Der Arbeitsbereich wird staubfrei, da im gesamten Prozess vom Big-Bag über den Bodentrichter, den flexiblen Schneckenförderer bis hin zu den drei Bandmischern kein Pulver mehr austritt. Und andersherum wird das Pulver vor Verunreinigungen geschützt.

Das automatisierte Kakaopulver-Entladesystem basiert auf einem 550 cm hohen Big-Bag-Austragerahmen. Ein auskragender I-Träger mit Laufkatze und elektrischem Kettenzug ermöglicht die Beladung an einer Stelle, an der ein Gabelstapler nicht manövrieren kann. Unterhalb des Austragerahmens verbindet sich ein 0,03 m³ großer Trichter mit einem 150 cm langen flexiblen Schneckenförderer der das Material in einem Winkel von 23° über einen Übergangsadapter und 30 cm lange Bälge an eine offene Schneckenförderstrecke übergibt.

Die genaue Menge des aus dem Big-Bag ausgetragenen Pulvers wird durch Gewichtsverlustkontrolle gemessen. Während sich der Big-Bag entlädt, übertragen WägeZell unter jedem Schenkel des Entladerahmens Gewichtsverlustsignale an eine Steuerung, die seitlich am Rahmen montiert ist. Die Steuerung schaltet den flexiblen Schneckenförderer ab, sobald das Chargengewicht ausgetragen wurde. Das Förderband läuft erst mit hoher Geschwindigkeit und wird dann auf Rieselgeschwindigkeit heruntergeregelt, bevor es ganz stoppt, sobald das Chargensollgewicht exakt erreicht ist.

„Anstatt wie bisher 225 kg des Hauptbestandteils manuell abzuwiegen, drücken wir nun nur noch einen Knopf", sagt Keith Geringer, Forbes‘ stellvertretender Fertigungsleiter. „Das Beschicken ist um 50% schneller geworden."

Passt auf engsten Raum

Das System musste in einen engen Raum passen, für den Flexicon einen flexiblen Schneckenförderer vom Typ „Push" lieferte, dessen 5-PS-Antrieb am Einlass und nicht wie üblich am Auslaufende sitzt. Der Motor schiebt also das Pulver, statt es zu ziehen. Der niedrig gelegene Antrieb hilft der Gewichtsverlustregelung, da Rahmen- und Fördergewicht sich hier direkt auf die WägeZell konzentrieren.

Im Betrieb positionieren Hebezeug und Laufkatze den 220 cm langen Big-Bag auf dem Austragerahmen. Pneumatisch aktivierte FLOW-FLEXER™-Platten am Boden des Big-Bags fördern den Fluss des nicht frei fließenden Inhaltsstoffs, indem sie die unteren Seitenwände des Big-Bags in vorgegebenen Abständen walken. Mit zunehmender Entleerung des Big-Bags nimmt der Hub dieser Platten zu, wodurch der Boden des Big-Bags in eine steile „V"-Form gebracht wird, die den vollständigen Produktaustrag begünstigt.

An jeder Big-Bag-Austrageeinheit wird der Staub durch ein Iris-Ventil mit einem Durchmesser von 38 cm und einer flexiblen, undurchlässigen Membran kontrolliert. Damit kann der Bediener den abgebundenen Big-Bag Stutzenin den Einlassschacht ziehen und das Ventil um den Stutzen herum schließen. Der Stutzen wird dann gelöst, die Zugangsklappe des Fachs geschlossen und das gezahnte Ventil langsam freigegeben, wobei die Geschwindigkeit, mit der das Pulver in den Trichter austritt, so geregelt wird, dass kein Staub entweicht.

Das Kakaopulver ist sehr fein (200 Mesh) und trocken (weniger als 5% Feuchtigkeit) und neigt zur Brückenbildung. Ein Rührwerk an der Unterseite und ein pneumatischer Rüttler an der Oberseite des Trichters unterstützen den Fluss des Pulvers mit 400 kg/m³ Schüttdichte in den Förderer.

Der Trichter ist 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.

Der flexible Schneckenförderer in Lebensmittelqualität bewegt das Pulver durch sein UHMW-Polyethylen-Außenrohr mit 16,8 cm Durchmesser, das eine robuste, flexible Edelstahlschnecke umschließt. Die flexible Schnecke ist die einzige bewegliche Komponente in Kontakt mit dem Produkt. Beim Drehen im Material zentriert sich die flexible Schnecke selbst im Rohr und hält ausreichend Abstand zur Rohrwand, um ein Zermahlen des Materials zu vermeiden.

Flexicon setzte hier seine BEV-CON™-Schnecke ein, die die Kompression des Materials auf allen Schraubenoberflächen mit Ausnahme der Oberseite reduziert. Nur diese treibt das Material in die gewünschte Richtung und fördert den Fluss des schwer zu handhabenden Pulvers.

Während der Schneckenförderer das Kakaopulver zu den Mischern transportiert, werden noch kleinere Zutaten wie Salz, Vanille und Carrageen manuell aus 22,5- bis 36-kg-Säcken über die ursprüngliche Sackentleerstation hinzugegeben.

In Erwägung ist ein zweites System

„In Zukunft könnten wir für eine der Nebenzutaten ein weiteres Big-Bag-Austragesystem hinzufügen", sagt Geringer.

Bei der Auswahl des automatisierten Pulverentladesystems schloss er einen automatischen Sacköffner und -kipper in der Sorge aus, dass Papierschnipsel und Sackoberflächenmaterial das Pulver verunreinigen könnten.

Dieses kleine, 100-jährige Unternehmen liefert Schokoladenpulver für Schokoladenmilch und Speiseeis an Milchprodukthersteller sowie für Desserts an die Backwarenindustrie.

Geringer sagt, dass Forbes Chocolate in den letzten 15 Jahren stark gewachsen ist, ohne die Mitarbeiteranzahl steigern zu müssen. Das Unternehmen hat seinem Produktionsanstieg mit neuen Verpackungs- und Abfüllanlagen und automatisierten Systemen wie diesem zum Handhaben der Hauptbestandteile Rechnung getragen.

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Bei Forbes Chocolate beschleunigt ein automatisiertes Pulverentladesystem den Mischprozess um 25 Prozent

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Das automatisierte Wiege-Dosiersystem aus Big-Bags besteht aus einem 550 cm hohen Austragerahmen und einem 150 cm langen flexiblen Schneckenförderer. Unter Gewichtsverlustregelung gibt das System präzise Pulvermengen in eine Förderschnecke ab, die drei Bandmischer beschickt.

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