Dozowanie materiałów sypkich

Waga Zrodlo CJ Waterhouse_m

Zdjęcie: CJ Waterhouse

 

Jakość uzyskiwanych produktów zależy od precyzyjnego dozowania składników. Oczekiwany efekt można osiągnąć, właściwie przygotowując projekty technologicznych instalacji naważania i dozowania. W zależności od potrzeb korzysta się z transportu mechanicznego, pneumatycznego nadciśnieniowego i podciśnieniowego. Dozowanie jest jednym z najczęściej spotykanych procesów przemysłowych.

Systemy naważania stosowane są w prawie każdej aplikacji przemysłowej, rolniczej i przetwórstwa żywności. Wiele systemów stosowanych w przemyśle na przykład przy napełnianiu worków i innych opakowań to projekty systemów wagowych. Pojawienie się nowoczesnych programowalnych sterowników (PLC) znacznie usprawniło systemy ważenia. Obecnie na przykład w większych przetwórniach pasz rozpowszechnione są systemy zautomatyzowanego dozowania i stanowią elementów komputerowego systemu sterowania produkcją.

Na naszym rynku działa wiele firm wyspecjalizowanych w automatyce ważenia w przemyśle jak na przykład firma InterProcess, która projektuje i dostarczamy układy do ważenia i dozowania materiałów sypkich. Jest też dystrybutorem rozwiązań automatyki wagowej Penko i Siemens oraz tworzy oprogramowanie sterowników PLC i systemy wizualizacji procesowej. Z nowości w ofercie podaje wzmacniacz tensometryczny PENKO SGM800, którego atutem jest możliwość stosowania w wagach legalizowanych. SGM800 może być wyposażony w dedykowane oprogramowanie do obsługi systemów napełniania, ważenia kontrolnego lub wag przenośnikowych. Kolejną nowością jest waga taśmowa dozująca DTC sprawdzająca się tam, gdzie waży się materiały o średniej i dużej gęstości nasypowej. Jest trwała i zapewnia dokładność dozowania na poziomie maksymalnego błędu ±0,5%. Elastyczny system sterowania pozwala na jej łatwą implementację w różnych liniach produkcyjnych materiałów sypkich.

Również firma WiS specjalizuje się w przemysłowych układach pomiaru masy. Jest producentem przetworników pomiaru masy „WAGOMAT” stosowanych na wielu instalacjach w Polsce. Układy ważące oparte są na jej własnych rozwiązaniach wag przemysłowych oraz sterownikach PLC obejmujących pracę całych instalacji. Jak podaje WiS, jej przetworniki wagowe sprawdzają się zarówno przy wolnych, jak i bardzo szybkich procesach dozowania.

Firma SIMEX specjalizuje się w wykonywaniu systemów ważenia dla zbiorników w różnych działach przemysłu. Jej aplikacje wagowe mają zastosowanie w branży spożywczej, chemicznej i farmaceutycznej a oferta koncernu Vishay – Tedea, Revere, Celtron, Sensortronics i BLH – obejmuje gamę czujników wagowych, pozwalających realizować pełen zakres aplikacji. Ze względu na budowę i sposób działania czujniki te można podzielić na: pracujące na zginanie wykonane z aluminium i stali nierdzewnej, belki pracujące na ścinanie, czujniki pastylkowe i kolumnowe, pracujące na ściskanie, jak również czujniki typu S, do obciążeń ściskających i rozciągających. Uzupełnieniem oferty firmy są zestawy montażowe i elementy zamocowań do czujników oraz wskaźniki i terminale wagowe.

W tej dziedzinie działa też aktywnie Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP. Wykonuje dobór optymalnej technologii odważania porcjowego lub ciągłego każdego rodzaju surowca dla przemysłu szklarskiego, chemicznego oraz produkcji tworzyw sztucznych. Zajmuje się projektowaniem oraz kompletacją i uruchomieniem gniazd i linii automatycznego odważania do przygotowywania mieszaniny surowców. Projektuje wraz z oprogramowaniem mikroprocesorowe systemy sterowania urządzeń wagowych z korekcją odważanych porcji, wizualizacją przebiegu procesu, z zapisem i bilansowaniem. PIAP oferuje wagi tensometryczne własnej produkcji: wagi zbiornikowe, workujące, platformowe oraz taśmowe i urządzenia pomocnicze do linii wagowych takie jak podajniki nadwagowe i podwagowe, oraz komory spulchniające.

W zakresie produktów wagowych w obszarze automatyki procesowej Siemens oferuje wagi platformowe, zbiornikowe i taśmociągowe. Systemy mieszania i dozowania, maszyny napełniające i wagi kontrolne (elektronika Siemens i przetworniki SIWAREX) oraz przepływomierze materiałów sypkich i wagoprzenośniki. Z kolei wagi różnicowe Siemens (przetworniki tensometryczne oraz elektronika SIWAREX) osiągnąją wysoką dokładność w zastosowaniach wymagających ciągłego dozowania produktu.

Siemens w materiałach informacyjnych porównał technologie ważenia takie jak: wagi taśmociągowe, skaner laserowy/radarowy/ultradźwiękowy, sensor optyczny i metody radiometryczne. Dla wagi taśmociągowej typowa dokładność to od 0.5 do 1%, a korzyści to bezpośredni pomiar masy niezależny od zmian gęstości i brak części ruchomych (wagi Siemens) z kolei wyzwania to modyfikacje i zużycie przenośnika, co ma wpływ na pomiar i wymaga okresowej kalibracji. Skaner laserowy/radarowy/ultradźwiękowy to dokładność od 3 do 5%, zalety: metoda bezkontaktowa, zmiany napięcia taśmy nie wpływają na pomiar. Wyzwania to: nie wykrywa kieszeni powietrznych i zmian gęstości co ma wpływ na pomiar. Sensor optyczny to dokładność pomiaru 5%, zalety takie jak w poprzedniej metodzie, a wyzwania to: nie wykrywa zmian gęstości, montaż pod zsypem jest podatny na uszkodzenia. Metody radiometryczne to dokładność pomiaru 0.5%, korzyści takie jak w dwu poprzednich metodach, a wyzwania to: użytkownik wymaga specjalistycznego szkolenia, a wykorzystanie promieniowania uzyskania wielu zezwoleń. W przypadku firmy jak Siemens trzeba mieć na uwadze, że jest to producent oferujący pełną gamę produktów i systemów automatyki dla wszystkich sektorów przemysłu. Obejmuje on dostawę surowców, poziom obiektowy i sterowania oraz połączenie z systemem kontroli produkcji. To znacząca zaleta.

Mit der Milltronics MBS-Bandwaage stellt Siemens A&D ein modulares System für den mittleren Leistungsbereich vor. Die Waage liefert Messergebnisse mit einer Genauigkeit von ± 1,0 Prozent und ist zum Beispiel geeignet für Schüttgutapplikationen mit Sand, Kies oder Schotter. With the Milltronics MBS belt scale, Siemens A&D presents a modular, medium-duty system. Featuring an accuracy of ± 1.0 per cent, the MBS is, for example, suited for bulk material applications handling sand, gravel, or crushed stone.

Taśmociąg z systemem ważenia. Zdjęcie: Siemens

W branży dozowania materiałów sypkich liczy się umiejętność przygotowania projektu spełniającego potrzeby danej firmy i aplikacji. Przykładowo przy doborze wagi taśmociągowej należy mieć informacje takie jak: wymagana klasa dokładności, prędkość i szerokość taśmy, wymiary zestawu krążnikowego, szerokość montażowa konstrukcji przenośnika, długość przenośnika, średnica koła pasowego, kąt nachylenia przenośnika oraz uwzględnić: jakie są wymagania rozliczeniowe, czy jest to strefa zagrożenia wybuchem, jaki jest materiał konstrukcji pomostu wagi i metoda kalibracji. Również wiele produktów oferowanych przez firmy jest przygotowywanych dla konkretnego klienta przez działy projektowe. Jak podaje firma InterProcess, wspólnie z firmami partnerskimi wykonuje projekty technologiczne instalacji naważania i dozowania przy wykorzystaniu transportu mechanicznego, pneumatycznego nadciśnieniowego i podciśnieniowego. Przy czym typowy przebieg dozowania składa się z kilku kroków. Przed rozpoczęciem procedury zbiornik wagowy jest zerowany, gdy podajniki materiału są wyłączone. Do czasu osiągnięcia określonego w programie progu, rozładunek przebiega przy pełnej prędkości, – dozowanie zgrubne. Następnie podajniki materiału pracują z mniejszą prędkością – następuje faza dozowania dokładnego. Jeżeli występuje różnica między zadaną wartością, a zadozowaną system uczy się i zmniejsza lub zwiększa próg zakończenia dozowania, po to, by zminimalizować błędy podczas następnych szarż.

Firma TEKPRO powstała w 2007 roku założona przez duńską firmę TEKEMAS i szwajcarską Dietrich Engineering Consultants, jest firmą handlową, ale również projektową, dostarczającą pojedyncze urządzenia i kompletne instalacje przemysłowe do obsługi materiałów sypkich w procesach produkcyjnych. Przygotowuje projekty układów funkcjonalnych oraz kompleksowych rozwiązań technologicznych pod klucz. Oferuje technologię próżniowo-ciśnieniowego przemieszczania, dozowania, mieszania produktów co pozwala na całkowitą hermetyzację i inertyzację procesów. Jest też przedstawicielem firmy Coperion K-Tron, znanej na rynku dozowników grawimetrycznych i systemów transportu pneumatycznego. W podawanych informacjach firma zwraca uwagę, że każde urządzenie dozujące, czyli dozownik powstaje jako urządzenie odmierzające produkt w sposób objętościowy, wolumetryczny. Dozowanie wolumetryczne materiałów sypkich stosowane jest tam, gdzie wymagana dokładność dawkowania może być większa od 5%. W przypadku konieczności osiągnięcia dokładności mniejszej niż 1%, wystarczy ustawić taki dozownik lub jego zbiornik zasypowy na odpowiedniej wadze i dzięki sterownikowi regulującemu obrotami silnika, zgodnie z zasadą pomiaru traconej wagi, uzyskać bardzo dokładny dozownik wagowy (grawimetryczny).

Natomiast Biuro Usług Naukowo-Technicznych – oficjalny przedstawiciel Maschinenfabrik Gustav Eirich producenta urządzeń do mielenia, suszenia, mieszania i granulacji materiałów o różnej konsystencji. Jak podaje Biuro, zgromadzona w trakcie wdrożeń testów wiedza umożliwia projektowanie instalacji realizacji dowolnie skomplikowanych receptur przygotowania wsadu do mieszalników, młynów i granulatorów. Wybór typu proponowanej technologii jest uzależniony od własności podstawowych materiałów, ilości i rodzaju dodatków. Systemy naważania i układy ważących zbiorników zasypowych mogą aktywnie współpracować z mieszalnikami, systemami transportowymi, zbiornikami buforowymi i układami podgrzewania. Natomiast systemy komputerowe są stosowane do sterowania i monitoringu procesu.

 

To oczywiście tylko wybrane przykłady firm związanych z problematyką dozowania materiałów sypkich. W tym dziale każdy klient z przemysłu to inny konkretny problem do rozwiązania. Dlatego też liczy się doświadczenie i umiejętność doboru optymalnej technologii i jej implementacji. Trudno doradzać konkretne rozwiązania i technologie, bo każde ma zalety i wady. To klient musi sobie odpowiedzieć, na co może się zgodzić i z jakich zalet zrezygnować, na przykład wybierając niższą cenę. Na pewno warto wiązać się z partnerem, który ma za sobą wiele udanych podobnych do naszego wdrożeń.

 

Autor: Bohdan Szafrański

 

Artykuł pochodzi z dodatku Ważenie, Odmierzanie, Dozowanie, który ukazał się z czasopismem Główny Mechanik 2/2015

Okladka GM2 i Dodatek 600x417

Authors
Tagi

Related posts

Góra
English