Pulverdosering
Rätt teknik för dosering av ert pulver
Flexibel dosering med precision och hög kvalitet
Skruvar är den mest använda utrustningen för pulverdosering. Därutöver kan bandvåg och vibrationsränna användas för pulverdosering. MESPO kan hjälpa till att hitta den lösning som bäst kan stödja just era behov av pulverdosering.
Loss-in-weight-pulverdosering
En gravimetrisk pulverdoserare bygger på en volumetrisk doserare som antingen är upphängd i lastceller eller placerad på en vågbrygga. Regleringen av doseringen sker genom att den faktiska viktminskningen kontinuerligt jämförs med det önskade referensvärdet. En styrenhet reglerar ständigt skruvens motorvarvtal utifrån dessa mätningar.
Noggrannheten för en gravimetrisk dosering ligger typiskt mellan 0,2 och 0,5 %. För att kunna uppnå en hög noggrannhet är det flera faktorer som spelar in, och taravikter på utrustningen måste vara så låg som möjligt. Det innebär att lastcellens kapacitet optimalt ska utnyttjas till att väga produkten och inte utrustningen. En annan parameter som är viktig är antalet påfyllningar, som bör hållas så lågt som möjligt. Orsaken till detta är att doseraren under den tid som påfyllning sker arbetar volumetriskt och därför inte kan registrera vad som doseras.
Exempel:
Beräkning
- Maximal doseringskapacitet: 600 kg/timme
- Bulkdensitet: 0,5 kg/l.
- Maximal doseringskapacitet i l/timme = 600 / 0,5 = 1 200 l/timme
- Antal påfyllningar per timme: 15
- Påfyllningskapacitet: 15 x maximal doseringskapacitet per timme
Resultat
- Påfyllningsvolym = 1 200 / 15 = 80 l per påfyllning
- Behållarstorlek = 80 / 60 × 100 = 133 l, därefter väljs den standardbehållare som ligger närmast
Påfyllningskapacitet = 1 200 l * 15 = 18 000 l/timme
Dessa två faktorer motverkar varandra. En låg taravikt innebär att utrustningen inte kan vara obegränsat stor och tung, medan ett lågt antal påfyllningar å andra sidan innebär att behållaren måste vara stor.
Gain-in-weight-pulverdosering
Gain-in-weight-doseringssystem är uppbyggda med en eller flera volumetriska pulverdoserare som doserar till en behållare eller container som är upphängd i lastceller eller placerad på en vågbrygga. För att vägningsnoggrannheten ska bli så exakt som möjligt beräknar vågsystemet när skruven ska stoppa i förhållande till det önskade referensvärdet. Detta görs för att kompensera för den produkt som befinner sig i luften (från att produkten lämnar doseraren tills den registreras i vågsystemet). Denna funktion kallas ”eftersläpning”. För att undvika felaktiga invägningar orsakade av eftersläpning monteras ofta en eftersläpsventil vid pulverdoserarens utlopp.
En ”Gain-in-weight”-doseringsnoggrannhet ligger typiskt i intervallet omkring 0,5–0,75 %. Doseraren styrs ofta med två hastigheter, det vill säga en grovdosering med högt skruvvarvtal och därefter en findosering med lågt skruvvarvtal.
Fördelar med Gain In Weight:
- Ett enklare vågsystem kan användas
- Billigare lösning än Loss in Weight, eftersom det bara finns ett vågsystem
- Manuella påfyllningssystem kan användas
Nackdelar med Gain In Weight:
- Endast en komponent i taget kan doseras, vilket ger längre doseringstid jämfört med ett ”Loss-in-weight”-system.
- Om mycket små komponenter ska vägas in kan noggrannheten bli lägre, eftersom vågsystemet måste dimensioneras för den totala invägningen. Därför kan det exempelvis vara nödvändigt att ha 2 invägningskärl: ett för små komponenter och ett för stora komponenter.
Gain-in-weight-tekniken används typiskt i batchsystem där invägning sker till en blandning. Det kan ske antingen direkt i en vågbehållare, blandare eller container.
Loss In Weight / Gain In Weight
Det är även möjligt att kombinera de två doseringsprinciperna ”Loss In Weight” och ”Gain In Weight”.
Detta görs till exempel genom att ha en vågbehållare eller en container på lastceller och ett antal volumetriska doserare som doserar de större mängderna. Dessa registreras på containerns eller vågbehållarens vågsystem. Därefter kan de mindre komponenterna doseras ut från en eller flera ”Loss-in-weight”-doserare. Containerns/behållarens vågsystem används slutligen som en totalkontroll av den sammanlagda invägda mängden.
Genom att kombinera de två teknikerna kan fördelarna med båda systemen utnyttjas.
Design och inbyggnad
Gemensamt för både ”Loss In Weight”- och ”Gain In Weight”-system är att man vid inbyggnaden av systemet måste ta hänsyn till:
- Tryckskillnader mellan utrustningsdelarna – dessa kan störa invägningen
- Avluftning av vågbehållare
- Vibrationer från omgivningen
- Drag (från utomhusmiljö) genom produktionslokalen kan påverka vågsystemet
Val av skruvar
Dimensionering och utformning av skruvar beror helt på vilka produkter som ska doseras. Om exempelvis russin ska doseras väljs vanligtvis en spiralskruv. Ett lättflytande pulver kräver däremot att skruven kan stoppa produkten så att den inte flödar igenom. I sådana fall väljs typiskt en skruv med mycket liten stigning, eller en dubbelskruv.
Vanliga frågor
Volumetrisk pulverdosering
En volumetrisk pulverdosering styrs av skruvdiameter, skruvtyp och skruvarnas rotationshastighet. En volumetrisk doserare kan användas för kontinuerlig pulverdosering eller för batchdosering. Vid batchdosering styrs den volumetriska pulverdoseringen med tid.
Volumetriska skruvmatare levererar en exakt mängd material baserat på volym. De är väl lämpade för applikationer där en konstant volym är tillräcklig för att säkerställa likformighet i processen. Volumetrisk dosering används ofta i situationer där materialets densitet är konstant. Volumetriska matare är konstruerade för att hantera ett brett spektrum av material, inklusive pulver, pellets, flingor och granulat. Mataren arbetar genom att transportera en fast mängd material per tidsenhet, vilket säkerställer likformighet i processen. Volumetrisk matning är idealisk för applikationer där högsta precision inte nödvändigtvis är kritisk, men där ett konstant materialflöde krävs.
Volumetrisk pulverdosering används alltså ofta för uppgifter där det inte ställs så höga krav på noggrannheten, vilken typiskt ligger på ca 3–4 %. Vid en kalibrering av pulverdoserarens kapacitet doseras material under en bestämd tid med flera olika varvtal. Utifrån de uppmätta värdena ritas en kurva upp som visar sambandet mellan doseringsmängd och varvtal. Operatören kan därför enkelt justera pulverdoserarens varvtal om kraven på doseringsmängd ändras.
Som framgår av exemplet till höger är doseringen inte linjär över hela varvtalsområdet. Vidare ska nämnas att kalibreringen inte tar hänsyn till att skruvarnas fyllnadsgrad sjunker i takt med att behållaren töms.
Fördelar med volumetrisk pulverdosering:
- Enkelhet och kostnadseffektivitet: Volumetriska matare är ofta enklare och mer kostnadseffektiva än sina gravimetriska motsvarigheter, eftersom de inte kräver vägning av materialet.
- Robusthet: Dessa doserare är kända för sin slitstyrka och förmåga att fungera kontinuerligt i krävande miljöer utan att förlora precision.
- Flexibilitet: De kan anpassas till olika typer av material och produktionshastigheter, vilket gör dem mångsidiga i en mängd industriella miljöer.
- Teknologi och anpassning: Olika konfigurationer och storlekar erbjuds för att möta specifika kundbehov. Volymetriska doserare kan integreras i befintliga produktionslinjer med minimal modifiering av anläggningen.
Gravimetrisk dosering
Gravimetriska skruvdoserare mäter och doserar produkter baserat på vikt snarare än volym. Detta gör dem idealiska för processer där hög doseringsnoggrannhet är kritisk, eftersom de kan kompensera för variationer i materialets densitet. Gravimetriska doserskruvar används ofta i komplexa processer som kontinuerlig blandning eller i produktioner som kräver exakt kontroll över materialflödet för att säkerställa högsta kvalitet på slutprodukten.
Gravimetriska doseringssystem fungerar genom att väga materialet kontinuerligt under transporten. Detta möjliggör justering av matningshastigheten för att säkerställa att önskad vikt per tidsenhet tillförs processen. Detta är särskilt fördelaktigt i applikationer där materialets densitet kan variera.
Gravimetrisk dosering är idealisk för applikationer som kräver hög precision, såsom inom läkemedelstillverkning, kemiska processer, livsmedelsproduktion eller andra industrier där även små doseringsavvikelser kan påverka produktkvaliteten.
Fördelar med gravimetrisk dosering:
- Hög precision: Gravimetriska doserare säkerställer en extremt exakt dosering, vilket är avgörande för många kvalitetskontrollprocesser.
- Flexibilitet: De kan hantera ett brett spektrum av material, inklusive pulver, granulat och flingor, och anpassa sig efter förändringar i materialegenskaperna.
- Kvalitetskontroll: Den exakta kontrollen av materialflödet säkerställer att önskade produktionsspecifikationer alltid uppfylls.
- Teknik och integration: Gravimetriska doserare är utrustade med avancerad vägningsteknik och integrerade styrsystem som möjliggör kontinuerlig övervakning och justering av materialflödet. Detta gör det möjligt att integrera dem sömlöst i befintliga produktionssystem.
Typer av gravimetriska doserare
- Batchdoserare: Används i processer där exakta mängder material måste tillföras i bestämda satser.
- Kontinuerliga doserare: Konstruerade för processer som kräver ett konstant och högprecist materialflöde.