CLEVELAND, OH — Bei Forbes Chocolate führt ein automatischer Entleerer für Großsackware, der unter Gewichtsverluststeuerung arbeitet und einen flexiblen Schneckenförderer beschickt, pro Schicht ein Viertel bis ein Drittel mehr Hauptzutat in drei Bandmischer ein als beim früheren manuellen Entleeren von 50-lb-Säcken (22,5 kg). Dies entspricht einer Steigerung um 1.500 lb/Stunde (675 kg/Stunde) bei gleicher Mitarbeiterzahl.
Die Gesundheit und Sicherheit der Mitarbeiter verbessern sich, da diese die Säcke nicht mehr aufschneiden, anheben und in eine Sackentleerungsstation entleeren müssen. Der Arbeitsbereich bleibt staubfrei, da das Pulver vom Big-Bag bis zum Bodentrichter, zum flexiblen Schneckenförderer und zum Schneckenförderer, der drei Bandmischer beschickt, vollständig eingeschlossen bleibt. Das Pulver ist zudem vor Verunreinigungen geschützt.
Das automatisierte Entladesystem für Kakaopulver besteht aus einem 18’4″ (550 cm) hohen Entladerahmen für Schüttgutsäcke. Ein auskragender I-Träger, der einen Laufwagen und einen elektrischen Kettenzug trägt, ermöglicht das Beladen an Stellen, an denen kein Gabelstapler hinkommt. Unterhalb des Entleerungsrahmens ist ein Hochleistungstrichter mit einem Fassungsvermögen von 1 cu ft (0,03 cu m) an einen 5 ft langen (150 cm) flexiblen Schneckenförderer angeschlossen, der in einem Winkel von 23 geneigt ist und über einen Übergangsadapter sowie einen 12 in (30 cm) langen Faltenbalg in den Schneckenförderer entleert.
Die genaue Menge an Pulver, die aus dem Schüttgutbeutel austritt, wird mittels einer Gewichtsverlustregelung dosiert. Während der Beutel entleert wird, übertragen Wägezellen unter jedem Bein des Entleerungsrahmens Signale zum Gewichtsverlust an eine an der Seite des Rahmens angebrachte Steuerung. Die Steuerung schaltet den flexiblen Schneckenförderer ab, sobald das Chargengewicht entleert wurde. Der Förderer läuft zunächst mit hoher Geschwindigkeit, dann mit Tröpfchengeschwindigkeit, bevor er zum Stillstand kommt, sobald das angestrebte Chargengewicht erreicht ist.
„Anstatt wie bisher beispielsweise 500 Pfund (225 kg) der Hauptzutat manuell abzuwiegen, drücken wir jetzt einfach einen Knopf“, sagt Keith Geringer, Vizepräsident für Produktion bei Forbes. „Das Entladen geht um 50 % schneller.“
Passt in enge Räume
Das System musste in einen beengten Raum passen, weshalb Flexicon einen flexiblen Schneckenförderer vom Typ „Push“ lieferte, bei dem sich der 5-hp-Antrieb am Einlauf statt wie üblich am Auslauf befindet. Der Motor schiebt das Pulver durch den Förderer, anstatt es zu ziehen. Der tief angeordnete Antrieb unterstützt die Gewichtsverlustregelung effektiver, da das Gewicht des Rahmens und des Förderers direkt auf die Wägezellen wirkt.
Im Betrieb positionieren der Hubmechanismus und der Laufwagen den 87 Zoll (220 cm) langen Schüttgutsack auf dem Entladerrahmen. Pneumatisch betätigteFLOW-FLEXER®-Platten am Boden des Beutels fördern den Fluss der nicht frei fließenden Pulver, indem sie die unteren Seitenwände des Beutels in voreingestellten Intervallen massieren. Während sich der Beutel entleert, vergrößert sich der Hub der Platten, wodurch die Seitenwände in eine „V“-Form angehoben werden und so die vollständige Entleerung des Produkts gefördert wird.
Die Staubentwicklung wird durch ein Iris-Durchflussregelventil mit einem Durchmesser von 15 Zoll (38 cm) und einer flexiblen, undurchlässigen Membran unterdrückt, das es dem Bediener ermöglicht, den verschlossenen Auslauf des Schüttgutsacks in das Auslaufzugangsfach zu ziehen und das Ventil um den Auslauf herum zu schließen. Anschließend wird der Auslauf gelöst, die Zugangsklappe des Fachs geschlossen und das gekerbte Ventil langsam gelöst, wodurch die Geschwindigkeit, mit der das Pulver in den Trichter austritt, geregelt wird, um ein Entweichen von Staub zu verhindern.
Das Kakaopulver ist sehr fein (200 Mesh) und trocken (weniger als 5 % Feuchtigkeit) und neigt zur Brückenbildung. Ein Rührwerk am Boden und ein pneumatischer Vibrator am oberen Ende des Trichters fördern den Fluss des Pulvers mit einer Schüttdichte von 25 lb/cu ft (400 kg/cu m) in den Förderer.
Der Trichter ist mit einer steilen Rückwand und Seitenwänden ausgestattet, die in unterschiedlichen Winkeln nach außen geneigt sind. Dadurch wird die Bildung von Brücken zwischen den Seitenwänden des Trichters verhindert, sodass das Pulver stattdessen umkippt und in Richtung der Rückwand sowie diese hinunterfließt.
Der Flexible Spiralförderer in Lebensmittelqualität befördert das Pulver durch ein Außenrohr aus UHMW-Polyethylen mit einem Durchmesser von 6-5/8 Zoll (16,8 cm), in dem eine robuste, flexible Edelstahlschnecke untergebracht ist. Das einzige bewegliche Teil, das mit dem Material in Kontakt kommt, ist die flexible Schnecke. Während sie sich im Rohr dreht, zentriert sich die Schnecke selbst, um einen Abstand zwischen der Schnecke und der Rohrwand zu schaffen und so eine schonende Förderung des Pulvers zu gewährleisten.
Flexicon setzte seine Schraube im BEV-CON™-Design ein, die die Kompression des Materials auf allen Schraubenflächen mit Ausnahme der Oberseite verringert, welche das Material in die gewünschte Richtung befördert, und so den Fluss des schwer zu handhabenden Pulvers fördert.
Während das Kakaopulver über das Schneckenförderband zu den Mischern transportiert wird, werden kleinere Zutaten wie Salz, Vanille und Carrageen weiterhin manuell aus 50- bis 80-lb (22,5 – 36 kg) schweren Säcken über die ursprüngliche Sackentleerungsstation eingefüllt.
Ein zweites System in Betracht ziehen
„In Zukunft werden wir vielleicht ein weiteres Entladesystem für Big-Bags für einen der Nebenbestandteile einrichten“, sagt Geringer.
Bei der Auswahl des automatischen Pulverentladesystems lehnte er einen automatischen Sacköffner und -kipper ab, da er befürchtete, dass Papierstücke und Material von der Sackoberfläche das Pulver verunreinigen könnten.
Dieses kleine, 100 Jahre alte Unternehmen beliefert Molkereien mit Schokoladenpulver für Schokoladenmilch und Speiseeis sowie die Backwarenindustrie mit Schokoladenpulver für Desserts.
Geringer erklärt, dass Forbes Chocolate in den letzten 15 Jahren erheblich gewachsen sei, dabei jedoch die gleiche Anzahl an Mitarbeitern beibehalten habe. Das Unternehmen hat den Produktionsanstieg durch neue Verpackungs- und Abfüllanlagen sowie automatisierte Systeme wie dieses hier zum Entladen der Hauptzutat bewältigt.