Zu den Vorteilen, die durch die Installation eines vollautomatischen Big-Bag-Entleerungs- und Dosierungssystems von Flexicon am Standort Huddersfield von Holland Dyes and Chemicals Ltd. erzielt wurden, zählen eine verbesserte Produktionseffizienz in Verbindung mit eigensicheren Betriebsstandards für den Umgang mit Pulver in explosionsgefährdeten Bereichen.
Als einer der führenden Hersteller chemischer Farbstoffe in Großbritannien setzt das Unternehmen bei der Produktion auf eine gleichbleibende Rezeptur, wobei das vorrangige Ziel darin besteht, bei der Dosierung und Mischung der Rohstoffe von Anfang an die richtige Zusammensetzung zu erzielen.
Flexicon hatte die Aufgabe, ein bisher weitgehend manuelles System zu automatisieren. Dies gelang durch eine enge Zusammenarbeit mit den Ingenieuren von Jacobs Engineering und Holland Dyes & Chemicals, um eine vollständig geschlossene mechanische Förderlösung zu entwickeln.
Das Rohmaterial, das in flexiblen Schüttgutbehältern (FIBCs) angeliefert wird, wird zur Verarbeitung von flüssigen chemischen Zwischenprodukten in einen Reaktorbehälter gefördert.
Aus Sicherheitsgründen sind alle Anlagen und Instrumente so ausgelegt, dass die Wahrscheinlichkeit eines Brandes oder einer Explosion gemäß den neuesten europäischen Sicherheitsvorschriften auf ein Minimum reduziert wird. Die inhärente Einfachheit und die schonende Förderweise des Flexicon-Spiralförderers boten bei dieser Anwendung eine Reihe wesentlicher Vorteile. Vor allem sorgt das Fehlen von Luft als Fördermedium dafür, dass das Pulver seinen Feuchtigkeitsgehalt beibehält, was entscheidend ist, um das Risiko einer Entzündung innerhalb des Systems durch elektrostatische Entladungen zu begrenzen.
Zu den weiteren Vorteilen eines vollständig geschlossenen Fördersystems wie diesem zählen der Schutz vor Staubemissionen in die Umgebungsluft sowie die gleichbleibende Materialübertragung zwischen dem Schüttgutbeutel, dem Chargenwiegetrichter und dem Prozessreaktor.
Die Steuerung des Chargen-Dosiertrichters verfügt über einen Alarm, der den Status „kein Material/keine Zufuhr“ aufrechterhält. Das horizontale Dosierband, das den Reaktor beschickt, läuft erst an, nachdem es ein Startsignal von der Haupt-SPS erhalten hat. Sobald 95 % des Chargen-Einsatzmaterials ausgetragen wurden, schaltet das Förderband auf eine Nachlaufgeschwindigkeit um, bis die genaue Pulvermenge zugeführt wurde.
Da die Entladestation für Großsackware modular aufgebaut ist, ließ sie sich problemlos in einem der oberen Stockwerke installieren. Der dazugehörige Dosiertrichter und das Förderband wurden so konzipiert, dass eine sehr kompakte Anlage entstand, die ein kombiniertes horizontales und vertikales kernloses Schneckenfördersystem mit einer maßgeschneiderten Übergabestelle umfasst.
Um den freien Fluss des sehr kohäsiven Pulvers zu unterstützen, das sowohl zu Brückenbildung als auch zu Hohlräumen neigt, wurde eine Kombination aus zwei Durchflusshilfsmitteln eingesetzt. Unmittelbar über der horizontalen Zuführschnecke arbeitet ein Rotationsrührwerk, darüber ein energiesparendes „Flexfinger“-Vibrationsgitter. Über der Austragseinheit können Säcke mit einem Gewicht von bis zu 1 Tonne aufgenommen werden; diese verfügt über eine geschlossene Sackauslaufschnittstelle und ein Durchflussregelventil, die ein staubfreies An- und Abkuppeln beim Sackwechsel ermöglichen.
Dosierung mehrerer Zutaten aus Schüttgutsäcken
Wenn andere Anwendungen die Dosierung mehrerer Inhaltsstoffe erfordern, kann Flexicon mehrere Big-Bag-Entleerungsvorrichtungen an eine zentrale Steuerung anschließen, sodass die einzelnen Materialien in einer vollständig geschlossenen Umgebung zu einem Mischer/Mixer befördert werden können.
Die Chargensteuerung wird von einer SPS gesteuert, die nacheinander jeden Förderer aktiviert, um eine vorprogrammierte Materialmenge in einen zentralen Trichter zu füllen. Die Förderer arbeiten mit dem Gewichtsregler zusammen und reduzieren den schnellen Materialfluss am Ende jedes Abfüllzyklus auf eine langsame Nachzufuhr. Das Auslassventil schließt sich dann automatisch, sobald das genaue Zielgewicht erreicht ist. Das System gleicht Materialverluste während des Transports aus. Sollte es zu einer Über- oder Unterfüllung kommen oder sollte ein Schüttgutbeutel leer werden, löst das Wiegesystem einen Alarm aus. Es können abschließende Chargenberichte erstellt werden, die alle einzelnen Füllgewichte sowie die Gesamtgewichte der Chargen enthalten. Für anlagenweite Qualitätskontrollanforderungen kann das System an ferngesteuerte Datenbankmanagementsysteme angebunden werden.
Die fertigen Chargen werden über ein Schieberventil in einen Bandmischer abgeführt, von wo aus sie in Fässer, Behälter oder andere Lagerbehälter umgefüllt werden können. Alternativ können die Mischungen über einen flexiblen Flexicon-Schneckenförderer direkt in Prozessströme, Extruder oder Verpackungsanlagen dosiert werden.
Es kann eine Vielzahl von Materialien verarbeitet werden, die von submikronisierten Pulvern bis hin zu Granulaten reichen, und das System eignet sich besonders für das hygienische Mischen empfindlicher Inhaltsstoffe. Dazu gehören druckempfindliche Produkte sowie solche, die Öl, Fett, Feuchtigkeit oder andere Zusatzstoffe enthalten, die bei herkömmlichen Förderverfahren häufig dazu führen, dass Partikel verklumpen, sich verdichten oder verschmieren.
Über jeder Entleerungseinheit, die mit einer Trichter-Einlaufrutsche und einem Durchflussregelventil ausgestattet ist, können Säcke mit einem Gewicht von bis zu 2 Tonnen aufgenommen werden. Diese Vorrichtungen sind so ausgelegt, dass ein staubfreies An- und Abkuppeln des Sackauslaufs ermöglicht wird. Um den Fluss von schwerfließenden Materialien zu unterstützen, heben und senken „Flowflexer“-Sackaktivatoren die unteren Ränder des Sacks in zeitgesteuerten Intervallen. Dadurch wird verdichtetes Material aufgelockert und eine gleichmäßige Zufuhr zum Förderband gewährleistet. Mit zunehmender Entleerung des Sacks wird der Hub des Aktivators vergrößert, wodurch der Sack in eine steile „V“-Form angehoben wird. Gleichzeitig dehnt eine oben angebrachte Ausdehnungsvorrichtung den Sack zu einer Kegelform aus, was den Materialfluss weiter optimiert.
Die flexiblen Schneckenförderer von Flexicon zeichnen sich durch den mechanischen Wirkungsgrad einer Stahlspirale aus, die sich im Inneren eines Rohrs aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht dreht. Dadurch wird das Material schonend befördert, ohne dass kostspielige Druckluft- oder Vakuumsysteme erforderlich sind.
Die Förderer sind modular aufgebaut und verfügen über glatte Innenwände ohne Spalten, in denen sich Material ansammeln könnte. Dies ermöglicht einen sauberen und wartungsarmen Betrieb; darüber hinaus lässt sich das System bei Bedarf durch Hinzufügen weiterer Fördermodule erweitern.
Die Komponenten der einzelnen Systeme sind modular aufgebaut und lassen sich vor Ort schnell montieren. Zur Auswahl stehen Ausführungen aus beschichtetem Kohlenstoffstahl oder Edelstahl. Flexicon ist in der Lage, die Materialien vorab auf ihre Strömungseigenschaften zu prüfen und vorhersehbare Leistungsstandards zu garantieren.