Pulverdosering

En gravimetrisk pulverdoserare är en volumetrisk dosering vilken antingen är upphängd i lastceller eller placerad på en våg.

Reglering av doseringen utförs genom att det aktuella viktfallet hela tiden jämförs med den önskade målpunkten. Viktkontrollen reglerar således konstant motorns varvtal utifrån detta.

Noggrannheten för en gravimetrisk dosering ligger typiskt mellan 0,2 til 0,5%.

För att kunna uppnå en hög noggrannhet är det flera faktorer att ta hänsyn till. Taravikten på utrustningen bör vara så låg som möjligt.

Det betyder att lastcellens kapacitet utnyttjas optimalt till att väga produkt och inte utrustning. En annan parameter, vilken är viktig, är antalet påfyllningar, vilket bör vara så få som möjligt. Anledning till detta är att doseraren under den tid som den fylls på arbetar i volumetriskt mode, och registrerar inte löpande vad som doseras.

Dessa faktorer står i kontrast mot varandra. En låg taravikt betyder att utrustningen inte kan vara stor och därmed tung, och ett lågt antal påfyllningar betyder att förbehållaren bör vara stor.

• Maximal doseringskapacitet : 600 kg/hr
• Densitet: 0,5 kg/l.
• Maximal doseringskapacitet i ltr/hr = 600/0,5 = 1200 ltr/hr
• Antal påfyllningar per timme: 15
• Påfyllningskapacitet: 15 x maximal doseringskapacitet per timme

Resultat:

• Påfyllningsvolymen = 1200/ 15 = 80 ltr per påfyllning
• Behållarstorlek = 80/60×100= 133 ltr, man väljer den standard behållare som är närmast
• Påfyllningskapacitet = 1200 ltr * 15 = 18.000 ltr/hr

• Alla komponenter doseras samtidigt
• Processtiden er kort
• Hög vågnoggrannhet

• Dyrare lösning än Gain in Weight, då det skall användas ett vågsystem per doserare.
• Automatiskt påfyllningssystem behövs för att upprätthålla en kontinuerlig drift.

Gain In Weight doseringssystem är uppbyggt med en eller flera volumetriska pulverdoserare, vilka doserar till en behållare eller container upphängd i lastceller eller vågsystem.

För att viktnogrannheten ska bli så hög som möjligt, beräknar vågsystemet när skruven ska stoppa i förhåll till den önskade set punkten. Detta sker för att ta höjd för den produkt som är luftburen, dvs. från produkten lämnar doseraren till det registreras i vågsystemet. Denna funktion kallas ofta “efterrinning”.

För att undvika felinvägningar från produkten, som faller från skruven efter dosering är avslutad, monteras det ofta en avstängningsventil på utloppet av pulverdoseraren.

En ”Gain In Weight” doseringsnoggrannhet ligger typiskt i området omkring 0,5 – 0,75%. Doseraren styrs ofta med två hastigheter, dvs. en grovdosering med hög hastighet på skruven och därefter findosering med låg hastighet på skruven.

• Det kan användas ett enklare vågsystem
• Billigare lösning än Loss in Weight,  då det endast är ett vågsystem
• Manuella påfyllningssystem kan användas

• Det kan endast doseras en komponent åt gången, så doseringstiden blir längre i förhållande till ett ”Loss In Weight” system.
• Om det är många små komponenter, som ska doseras, kan noggrannheten vara låg, då vågsystemet ska klara den totala vikten. Därför kan det vara t.ex. nödvändigt att nyttja 2 vågbehållare, en för små komponenter och en för stora komponenter.

Det är även möjligt att kombinera de två doseringsprinciperna ”Loss In Weight” och “Gain In Weight”.

Detta används t.ex. genom att ha en vågbehållare eller container på lastceller och ett antal volumetriska doserare, vilka doserar de stora mängderna. Dessa registreras på containern eller vågbehållarens vågsystem.

Därefter kan de mindre komponenterna doseras från en eller flera ”Loss In Weight” doserare.

Containern eller vågbehållarens vågsystem används slutligen som en kontroll av den totalt avvägda mängden.

Genom att kombinera dessa tekniska lösningar, tar man nytta av fördelarna av respektive.

Gemensamt för både ”Loss In Weight” och ”Gain In Weight” system, är att vid installation av systemet måste hänsyn tas till;

• Tryckskillnad mellan utrustning – detta kan påverka doseringen
• Avluftning av vågbehållare
• Vibrationer från omgivningen
• En port som öppnas, kan skapa drag igenom produktionslokalen och därmed påverka vågsystemet

Design av skruven är helt avhängig av produkten som ska doseras.

Exempel

Om det doseras russin används normalt en spiral skruv.

Däremot kräver ett friflytande pulver att skruven kan stoppa flödet så det inte ”flyter” igenom okontrollerat. Därför väljer man normalt en skruv med mycket litet avstånd mellan augerlindningarna eller en dubbelskruv.

En volumetrisk pulverdosering kontrolleras av skruvdiameter och hastighet på skruven. En volumetrisk doserare kan användas som en kontinuerlig dosering eller som en batchdosering. Vid batchdosering styrs den volumetriska pulverdoseringen av tiden.

En volumetrisk pulverdosering används ofta till uppgifter där man har något lägre krav på noggrannhet, typiskt 3-4%.

Vid kalibrering av pulverdoserarens kapacitet, doseras det i en given tid med flera olika rotationshastigheter. Av de uppmätta värdena gör man en graf som visar relationen mellan doseringsmängd och rotationshastighet. Operatören kan därför enkelt justera hastigheten på doseraren, allt eftersom behovet ändras.

Som det framgår från exemplet, är doseringen inte linjär över hela området. Det ska tilläggas att denna kalibrering inte tar höjd för att fyllningsgrad av skruven blir lägre i takt med att förbehållaren töms.