Gravimetrisches Dosieren
Loss-in-Weight Dosierung: Funktionsweise und Einflussfaktoren
Die Loss-in-Weight Dosierung basiert auf der Messung der Gewichtsabnahme eines Materialbehälters. Die Waage erfasst die Gewichtsdifferenz pro Zeiteinheit während des Materialaustrags, was dem Dosierstrom entspricht.
Die Genauigkeit und Konstanz des Dosierergebnisses wird von zahlreichen Faktoren beeinflusst. Bei der Auswahl eines geeigneten Dosiersystems müssen daher die Rahmenbedingungen und die Spezifikationen der Komponenten berücksichtigt werden. Dazu zählen:
- Dosiergerät (z.B. Art der Dosierschnecke oder Spirale)
- Auflockerer
- Behältergeometrie
- Rührwerk
- Befüllung des Wägesystems
- Beüftung des Wägesystems
Kontinuierliche Gravimetrische Dosierung von Schüttgütern
Die kontinuierliche gravimetrische Dosierung von Schüttgütern ist ein kritischer Prozess in diversen Industriezweigen, darunter der Lebensmittel-, Chemie-, Pharma- und Baustoffindustrie. Dieser Prozess ist essenziell für die nachfolgende Verarbeitung, beispielsweise das Mischen.
Schüttgüter, wie Pulver, Granulate und Pellets, erfordern spezielle Maßnahmen zur Gewährleistung einer gleichmäßigen und präzisen Dosierung. Die Handhabung dieser Materialien im Rahmen des kontinuierlichen gravimetrischen Dosierens stellt spezifische Herausforderungen dar, die den Einsatz spezialisierter Lösungen erforderlich machen.
Herausforderungen des kontinuierlichen gravimetrischen Dosierens von Schüttgütern
- Materialfließverhalten
Schüttgüter weisen oft komplexe Fließverhalten auf, die durch Faktoren wie Partikelgröße, Form, Feuchtigkeit, Temperatur, Fluidisierung, statische Aufladung, Adhäsion, Kohäsion und Dichte beeinflusst werden. Diese Eigenschaften können zu Problemen wie Brückenbildung, Kernfluss, Kaminbildung, Einstürzen von Schüttgutschächten, Schießen und Entmischung führen, die den gleichmäßigen Materialfluss behindern.
Um diesen Herausforderungen zu begegnen, sind spezielle Dosiersysteme und Fließeigenschaften-Optimierungen erforderlich. - Dosiergenauigkeit
Die Aufrechterhaltung einer hohen Dosiergenauigkeit und Konstanz ist entscheidend bei Schüttgütern, die in der Regel eine größere Volumenvarianz aufweisen als Flüssigkeiten. Präzise Gewichtsmessungen in Echtzeit sind notwendig, um Schwankungen im Materialfluss zu erkennen und sofortige Anpassungen vorzunehmen. Dies erfordert den Einsatz hochsensilblen und trotzdem robusten Waagen und schneller Regelungssysteme. - Abrasivität und Verschleiß
Viele Schüttgüter sind abrasiv und führen zu erhöhtem Verschleiß. Dies betrifft die Dosierschnecke / Dosierspirale, Rührwerk und Auflockerer sowie die Wellendichtungen. Um die Lebensdauer der Differenzialdosierwaagen zu verlängern, sind widerstandsfähige Materialien und regelmäßige Wartung unerlässlich. - Staubentwicklung
Beim Umgang mit feinen Schüttgütern ist die Staubentwicklung eine erhebliche Herausforderung. Staub kann nicht nur die Arbeitsumgebung verschmutzen, sondern auch die Funktionalität der Dosiersysteme beeinträchtigen. Effektive Staubabsaug- und Filtrationssysteme sind notwendig, um die Staubbelastung zu minimieren und gleichzeitig das Gewichtssignal nicht zu verfälschen.
Kleinste Druckschwankungen während des Dosierens beeinflussen das Gewichtssignal der Waage und führen als Reaktion des Reglers zu Sollwertabweichungen des Dosierstroms. Um dem zu entgegnen gibt es mechanische Druckkompensationen und Regleralgorithmen die dies kompensieren.
Besondere Aufmerksamkeit ist auf den ATEX-Staubexplosionsschutz zu richten, da viele Schüttgüter zusammen mit Luft zündfähige Gemische bilden können. - Systemintegration und Flexibilität
Die Integration gravimetrischer Dosiersysteme für Schüttgüter in bestehende Produktionslinien erfordert Flexibilität und Anpassungsfähigkeit. Die Systeme müssen in der Lage sein, mit unterschiedlichen Materialeigenschaften und Produktionsanforderungen umzugehen. Dies erfordert oft maßgeschneiderte Lösungen und eine enge Abstimmung mit anderen Prozesskomponenten.
Fazit
Das kontinuierliche gravimetrische Dosieren von Schüttgütern stellt spezifische Herausforderungen dar, die eine sorgfältige Planung und spezialisierte technische Lösungen erfordern. Die Bewältigung von Problemen wie Materialflussverhalten, Abrasivität und Staubentwicklung ist entscheidend für die Effizienz und Genauigkeit des Dosierprozesses. Trotz dieser Herausforderungen bleibt das gravimetrische Dosieren eine unverzichtbare Technologie, um die Qualität und Konsistenz von Produkten in schüttgutintensiven Industrien sicherzustellen.