Staub- und pulverförmige Kleinkomponenten automatisch dosieren

Beschicken und dosieren – Routineaufgaben in der Schüttgutverarbeitung. Das Dosieren sollte hinsichtlich Produktqualität und Wirtschaftlichkeit möglichst genau erfolgen. Zu diesem Zweck wurde das Dosiersystem Picker entwickelt. Hierbei handelt es sich um ein neues Verfahren, um staub- und pulverförmige Kleinkomponenten automatisch zu dosieren.

Auf dem Markt gibt es bereits viele Systeme zum Dosieren von Kleinkomponenten. Diese Systeme haben aber alle eines gemeinsam: Das Produkt wird von oben in einen Behälter gefüllt und nach unten ausgetragen, meistens durch eine Dosierschnecke in eine Waage, oder der Behälter selbst sitzt auf einer Waage und die Schnecke zieht im Abzugsverfahren Produkt ab. In beiden Fällen müssen die Behälter in einem Gestell aufgebaut werden. Abhängig von der Art der Waagen und der Wegförderung gehen solche Aufbauten über ein oder zwei Stockwerke.

Anders sieht es bei diesem neuen System mit der Bezeichnung Picker aus. Hier stehen die Vorratsbehälter auf dem Boden, und das Produkt wird von oben entnommen. Man braucht keine eigene Austragungsvorrichtung und kein Gestell; diese Tatsache macht die Anlage einfacher und preiswert.

Zwei Möglichkeiten der Komponentenzugabe

Das Herzstück des Verfahrens ist ein Dosierrohr, das senkrecht an einer Wägeeinrichtung aufgehängt ist. Das untere Ende ist eine Kammer, die mit einer Dosierscheibe abgeschlossen ist. Zum Füllen der Kammer wird diese Scheibe geöffnet und schräg gestellt. Durch Drehen der Scheibe beim Eintauchen in das Produkt wird das Dosierrohr von unten gefüllt. Dann wird die Scheibe wieder hochgefahren und die Dosierkammer geschlossen. Das Dosierrohr fährt aus dem Produktspiegel, eine Klopfeinrichtung schüttelt anhängenden Staub ab und die Waage ermittelt die aufgenommene Produktmenge.

Es gibt nun zwei Möglichkeiten der Komponentenzugabe: Entweder wird noch im Vorratsbehälter die überschüssige Menge zurückdosiert. dann fährt das Dosierrohr zum Sammelbehälter und entleert dort die vorgewogene Menge komplett, oder das Dosierrohr fährt gleich zum Sammelbehälter und wiegt die gewünschte Menge aus dem Dosierrohr heraus. Anschließend wird die überschüssige Menge zurück in den Vorratsbehälter entleert. Letzteres wird bei haftenden Produkten oder sehr kleinen Gewichten gemacht.

Zur Grobdosierung wird die Scheibe einen Spalt geöffnet und zur Feindosierung wieder geschlossen. Aus einer Ringnut der Dosierscheibe, die an einer Einbuchtung des Dosierrohres nach außen tritt, wird dann grammweise die endgültige Menge herausdosiert. Dadurch wird eine grammgenaue Dosierung erreicht. Pro Charge können je nach Durchmesser des Dosierrohres bis zu 15 kg oder nur wenige Gramm entnommen werden. Jedes Mal wenn das Dosierrohr nach oben fährt, wird ein Kegel mit Absaugeinrichtung darunter geschwenkt, um zu verhindern, dass bei der horizontalen Bewegung Staub abfallen kann. Bei einer anderen Version ist dieser Kegel mit einer Saugförderung verbunden. Das Dosierrohr entleert in den Kegel, und das Produkt wird mittels Saugförderung direkt in einen Abscheider oder Saugwaage gefördert. Dadurch entfällt der mitfahrende Sammelbehälter.

Behälter braucht keinen festen Stellplatz

Das System sitzt auf einer linearen Fahreinrichtung und fährt an den Behältern entlang, die in einer Reihe oder beidseitig aufgestellt sein können. Dadurch können beliebig viele Komponenten in Einsatz kommen. Durch die lineare Fahreinrichtung brauchen die Behälter keinen festen Stellplatz oder Raster in Längsrichtung, lediglich seitlich müssen sie an einen Anschlag gestellt werden.
Bei sehr schwer fließenden Produkten wird ein Vibrator an den Vorratsbehälter angedockt, der nur während des Füllens des Dosierrohres aktiviert wird. Einfülltrichter, Big-bags oder Silos stehen ebenfalls auf dem Boden und haben am Auslauf eine Schnecke, die einen zylinderförmigen Behälter von der Seite füllt, der im Durchmesser etwas größer ist als das Dosierrohr, damit es zur Entnahme eintauchen kann. Dadurch kann eine Anlage mit Containern, Fässern, Einfülltrichtern, Big-bags und Silos auf einer gemeinsamen Ebene aufgestellt werden.

Kontaminatiosfreie Dosierung

Falls Farben, Aromastoffe oder Allergene dosiert werden, kann der Dosierteil von dem Antriebsteil mit der Waage abgekoppelt werden. Jeder Vorratsbehälter erhält dann ein eigenes Dosierrohr, das in dem Behälter verbleibt. Bei Entnahme wird das Antriebsteil angedockt und – wie oben beschrieben – Produkt entnommen. Danach fährt das Dosierrohr gleich zum Sammelbehälter und die Dosierung erfolgt dann direkt im Abzugsverfahren in den Sammelbehälter. Die Restmenge im Rohr geht mit dem Dosierteil zurück in den Vorratsbehälter und verbleibt dort. Der Vorratsbehälter hat ein Innenrohr, mit dem das Dosierrohr in Position gehalten wird. Diese Ausführung nimmt man auch bei sehr haftenden Produkten, bei denen eine Restentleerung schwierig ist.

Neben dem Rezepterstellen aus vielen Behältern ist das Verfahren auch sehr gut geeignet, um direkt in einen Mischer eine Kleinkomponente zu geben, die man aus verschiedenen Gründen nicht durch die Anlage ziehen will, wie zum Beispiel Farbe, Aromastoffe usw. Mit getrenntem Dosierrohr können verschiedene Produkte in unterschiedliche Chargen kontaminationsfrei zugegeben werden. Eine weitere wichtige Anwendung ist das Beschicken von Abfüllmaschinen mit Farben wie Toner. Die Produkte werden in Containern angeliefert; jedes hat ein eigenes Dosierrohr. Hier kommt es nicht auf das Gewicht an, denn es wird bei jedem Zyklus gefüllt und komplett entleert. Die Anlage bleibt bis zum Einlauf der Abfüllmaschine absolut kontaminationsfrei. Bei Farbumstellung muss nicht gereinigt werden.