Tipps zur Optimierung der Dosierleistung

In der heutigen globalen Wirtschaft stehen Unternehmen mehr denn je unter Druck, ordnungsgemäße Wartung, Langlebigkeit der Prozessanlagen und optimale Leistung sicherzustellen. Dosiervorrichtungen für die Compoundierung, die nicht präzise dosieren, können zu Endprodukten außerhalb der Spezifikation und längere Abschaltzeiten für die erneute Kalibrierung oder Reparatur führen. Die Folge sind niedrigere Produktionsraten und Gewinnausfall. Eine genauere Dosierung der Zutaten um bereits 0.025% kann signifikante Gewinne hervorbringen und dies unabhängig der Industrie, in der die Geräte eingesetzt werden.

Fachgerechte Installation, ideale Wägekonfigurationen und eine geeignete Auswahl der Wägesteuerungen können zahlreiche zukünftige Probleme vermeiden. Bei komplexen Dosiersystemen – wie etwa mehrfachen Differentialdosierwaagen (LIW) für die Dosierung von Pulver und Granulat in Mischer oder Extruder – können externe Einflüsse, beispielsweise durch Vibrationen, Standsicherheit der Plattform und vorgeschaltete / nachgeschaltete Einrichtungen, die Leistung des Dosiers beeinträchtigen. Fundierte Kenntnisse der Bedeutung dieser Einflüsse sind der Schlüssel zur Leistungsoptimierung. Wenn Ihr Bedienungs- und Wartungspersonal jederzeit gründlich geschult wird und mit effektiven Praktiken der Fehlersuche und Wartung vertraut ist, können viele dieser Probleme eliminiert werden.

Dosierer werden normalerweise für ein bestimmtes Material und eine bestimmte Austragsrate ausgelegt. Änderungen des Materials, der Betriebsbedingungen (wie etwa Umgebungs- oder Materialtemperaturen) oder Vibrationsstärke der Anlage sowie Änderungen der Materialeigenschaften können die Leistung der Dosierer beeinflussen. Die Auswahl eines Dosierers der sich in Ihrer Anlage problemlos neu konfigurieren lässt, um ihn auf neue Bedingungen abzustimmen, kann diese Probleme minimieren.

Die meisten Dosierer lassen sich per Definition als volumetrisch oder gravimetrisch klassifizieren. In diesem Artikel werden volumetrische Dosierer erläutert, um die Bedeutung einer Reihe von Parametern und ihren unmittelbaren Einfluss auf die Dosierleistung zu identifizieren.

Volumetrische Schneckendosierer

Volumetrische Schneckendosierer dosieren ein bestimmtes Materialvolumen pro Zeiteinheit (wie etwa kg/h) einem Verfahrensprozess zu. Der volumetrische Schneckendosierer besteht aus einem Trichter, einer Material-Austrageeinrichtung und einem Regler. Dieser ist der am häufigsten eingesetzte volumetrischer Dosierer. Als Material-Austrageeinrichtung wird eine Schnecke verwendet, die sich mit konstanter Drehzahl dreht, um Material mit einer vorab festgelegten Austragsrate, ausgedrückt als Volumen pro Umdrehung, aus dem Trichter in den Verfahrensprozess abzugeben. Der Regler überwacht und steuert die Schneckendrehzahl des Dosierers, der wiederum die Austragsrate des Materials bestimmt.

Ein optionales Rührwerk zwischen dem Trichter und der Schnecke kann den Materialaustrag aus dem Trichter erleichtern. Verschiedene Rührwerke und Schneckenausführungen, Größen und Geometrien stehen zur Auswahl, um das System optimal auf Ihre Anwendung abzustimmen.

Da die volumetrische Schneckendosierung Abweichungen bei der Schüttdichte eines Materials nicht erkennen oder sich dementsprechend anpassen kann, arbeitet der Dosierer am effektivsten mit relativ rieselfähigen Materialien von einheitlicher Dichte, wie etwa Granulat, und in Anwendungen, bei denen eine hohe Dosiergenauigkeit nicht entscheidend ist und nicht gefordert wird.

Leistungsabweichungen lassen sich bei volumetrischen Schneckendosierungen relativ einfach diagnostizieren. Die meisten Probleme mit der Austragsrate des Dosierers sind auf einen fehlerhaften Drehzahlgeber der Schnecken oder Probleme mit dem Materialfluss aus dem Trichter zurückzuführen. Eine präzise Regelung der Austragsrate ist unmöglich, wenn der Drehzahlgeber die Schneckendrehzahl nicht exakt (oder überhaupt nicht) erfasst. Wenn die Austragsrate des Dosierers ein Problem verursacht, sollte zunächst geprüft werden, ob sich die Verdrahtung oder ein elektrischer Anschluss des Drehzahlgebers gelöst hat. Wenn die Verbindungen intakt sind, muss der Drehzahlgeber gereinigt oder eventuell ausgetauscht werden. Die korrekte Funktion des Drehzahlgebers lässt sich problemlos beurteilen, wenn die Motordrehzahl stabil ist.

Wenn das Problem nicht durch den Schnecken-Drehzahlgeber verursacht wird, liegt der Grund wahrscheinlich darin, dass sich das Volumen-pro-Drehzahl-Verhältnis der Dosierleistung verändert hat. Eine solche Veränderung wird üblicherweise durch Materialaufbau an der Schnecke oder im Austragsrohr verursacht oder wenn die gleichmäßige Materialzuführung vom Trichter zur Schnecke verhindert wird. Der Materialaufbau oder der verminderte Materialfluss reduziert das Materialvolumen, das die Schnecke mit jeder Umdrehung bei konstanter Schneckendrehzahl austrägt. Eine unmittelbare, aber vorläufige Abhilfemaßnahme liegt in der Reinigung von Schnecke, Austragsrohr und/oder Trichter. Um das Problem dauerhaft zu beheben, muss eventuell das Design der Schnecke oder des Trichters geändert oder ein vertikales Rührwerk eingesetzt werden, damit das Material leichter aus dem Trichter zur Dosierschnecke fließt. Das Beschichten oder Polieren der Produktberührenden Oberflächen kann das Problem ebenfalls entschärfen. Wir empfehlen aber vorher eine Rücksprache mit dem Herstellen.

In Teil 2 erfahren Sie, wie Sie die Leistung Ihres gravimetrischen Dosierers optimieren können.