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Automatisiertes Abwiegen von Salzen und Molken aus Big-Bags ersetzt manuelles Sackentleeren und steigert Margarineproduktion um 50%

LETHBRIDGE, ALBERTA, KANADA — Ein ehemals manuelles Verfahren weicht einer automatisierten Milchvorbereitung für die Margarine-Mischung in einem neuen Hygieneprozessraum bei Canbra Foods, Inc. Automatisierte Kontrollen verbessern die Qualität, da die Supervisoren nun Trends identifizieren und überwachen sowie Prozessabweichungen schnell lokalisieren können. Die Sicherheit der Arbeitnehmer wurde verbessert, während ihre Verantwortlichkeiten erweitert wurden. Das Unternehmen spart jährlich 45.000 kanadische Dollar, indem es Inhaltsstoffe in Big-Bags anstelle von 15- oder 20-kg-Säcken kauft.

Ein Bedienerbefehl an einem zentralen PC leitet die Zugabe eines vorgewählten Gewichts an Salz und Molkenpulver aus 1000-kg-Big-Bags von zwei Big-Bag-Austrageeinheiten über zwei flexible Schneckenförderer zu einem von zwei Mischtanks im Prozessraum ein. Rührwerke in den Tanks schalten sich automatisch ein und aus. Pumpen geben die genaue Wassermenge hinzu, während andere Pumpen die genaue Menge der durch einen Wärmebehandlungsprozess aufbereiteten Milch in einen Tank mit der fertigen Milch übertragen. Die Inhaltsstoffe bleiben vom Schüttgut Big-Bag bis zum Mischtank hermetisch eingeschlossen, so dass jegliche Kontamination ausgeschlossen ist.


Automatisierte Dosierung von Salz und Molkenpulver

Entscheidend für die Dosierung des Salz- und Molkenpulvers ist ein automatisierter Prozess, der von Canbra Foods und Flexicon gemeinsam entwickelt wurde. Außerhalb des Raumes laden zwei 4,5 m hohe Big-Bag-Austrageeinheiten unter Gewichtsverlustkontrolle Molkenpulver oder Salz in zwei Edelstahltrichter mit einem Fassungsvermögen von je 0,22 m³ ab. Von jedem hebt eine 9 m lange flexible Förderschnecke den Inhaltsstoff auf eine Höhe, die für die Schwerkraftzufuhr durch zwei 1,5 m hoch angebrachte Weichenventile ausreicht. Innerhalb des Raumes beschickt jedes dieser Ventile zwei 2,4 m lange Edelstahlschächte, die je einen von zwei 3,15 m hohen Mischbehältern versorgen.

An jeder Big-Bag-Austrageeinheit wird der Staub durch ein Iris-Ventil mit einem Durchmesser von 31 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 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.

Pneumatisch aktivierte FLOW-FLEXER™-Platten am Boden des Big-Bags fördern den Fluss des Inhaltsstoffs, indem sie die unteren Seitenwände des Big-Bags in vorgegebenen Abständen walken. Mit zunehmender Entleerung des Big-Bags nimmt der Hub der Platten zu, wodurch der Boden des Big-Bags in eine steile „V"-Form gebracht wird, die den vollständigen Produktaustrag begünstigt. Ein pneumatischer Turbinenrüttler im Trichter fördert den Pulverfluss in den Einlassadapter des flexiblen Schneckenförderers.


Betrieb über die Anlagensteuerung

Beim Entleeren eines Big-Bags übertragen WägeZell unter Rahmen und Big-Bag Gewichtsverlustsignale an eine Steuerung, die den flexiblen Schneckenförderer abschaltet, sobald das eingestellte Chargengewicht entladen wurde. Die Steuerung gibt Informationen an das SCADA-System der Anlage in einem zentralen PC weiter, der auch mit der SPS kommuniziert, die die Rührwerke und Pumpen im Raum sowie 13 weitere SPS in der Anlage steuert. Am zentralen PC gibt ein Bediener Befehle für die Milchaufbereitung über die RSBatch-Software nach dem Dosierstandard ISA S88 ein. Die Software sammelt Daten zur Verfolgung jeder Charge, zur Erstellung von Chargenprotokollen und zur Identifizierung von Trends und Abweichungen.


Entspricht den Hygienestandards

Die Produktkontaktflächen der flexiblen Schneckenförderer sind nach hygienischen Gesichtspunkten konstruiert und veredelt. Jeder Förderer bewegt den Bestandteil durch ein Außenrohr, das eine robuste, flexible Edelstahlschraube umschließt — das einzige bewegliche Teil, das mit dem Material in Berührung kommt. Der Förderer hat keine Ritzen oder Spalten, die Partikel einfangen oder eine gründliche Reinigung verhindern können. Zum Reinigen des flexiblen Schneckenförderers entfernt ein Arbeiter die Reinigungskappe und kehrt die Schneckendrehung um, um das Restmaterial zu evakuieren.

Eine Flachdrahtspirale aus Edelstahl, die im Vergleich zu Runddrahtspiralen eine größere Richtkraft aufbringt, transportiert das feine (200 Mesh Partikelgröße), halb frei fließende Molkenpulver. Eine runde Edelstahlschnecke transportiert das Salz mit 40 Mesh Partikelgröße. Beide Inhaltsstoffe sind hygroskopisch.


Ersetzt manuelles Verfahren

Das automatisierte Dosiersystem ersetzt das manuelle Einbringen von 15- und 20-kg-Säcken der Inhaltsstoffe in einen Vormischer auf offenem Verarbeitungsboden. Das Werk musste 100 Leersäcke pro Tag entsorgen. Verschüttungen waren dabei unvermeidlich, und der Vormischer erhielt gelegentlich ungenaue Mengen an Inhaltsstoffen. Das Potenzial für Verletzungen durch das Heben der Säcke war beträchtlich. Zu den manuellen Tätigkeiten gehörten auch die Aktivierung des Mischers und der Pumpen sowie die Datenerfassung, wodurch der Prozess menschlichen Irrtümern unterworfen war.

Um Margarine herzustellen, wird die zubereitete Milch mit Rapsöl, dem Hauptprodukt von Canbra Foods, vermischt. Die Ölvorbereitungsphase, ebenfalls unter SPS-Steuerung der Anlage, ist weitgehend automatisiert, und Canbra Foods hat die Absicht, sie in einigen Jahren mit einem ähnlichen Gewichtsverlust-System zur Dosierung aus Big-Bags für die Nass- und Trockenmischung von Zutaten aufzurüsten.

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Big-Bag-Austrageeinheiten entladen Salz (L) und Molke (R) aus 1000-kg-Big-Bag in Trichter, die mit flexiblen Schneckenförderern ausgestattet sind, um das Material in den Hygieneraum zu transportieren.
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Flexible Schneckenförderer heben Salz und Molke auf eine Höhe von 9 m, um sie von dort über zwei Weichenventile in den Hygieneraum zu leiten.
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Weichenventile leiten Salz und Molke in einen der beiden Rohmilchtanks im Hygieneraum.
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Jedes Weichenventil kann das Salz oder die Molke über Fallgitter zu einem der beiden Rohmilchtanks leiten.
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