Automatisches Dosieren, Wiegen, Sammeln und Bereitstellen Beschickung leicht gemacht dank flexibler Automatisierung

Von Sabine Mühlenkamp

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Häufig stellt sich die Frage, ob es sich lohnt, Kleinmengen vollautomatisch dem weiteren Verarbeitungsprozess zuführen zu lassen. Azo beantwortet die Frage eindeutig mit Ja und stellt zwei Systeme vor: Einmal eine Aufstellung für wenige Zutaten und eine für viele verschiedene Rohstoffe.

Ordentlich aufgereiht – der Componenter in einer linearen Aufstellung zur Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln
Ordentlich aufgereiht – der Componenter in einer linearen Aufstellung zur Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln
(Bild: Azo)

Bei der Herstellung von Lebensmitteln, Pharmazeutika, chemischen Erzeugnissen und Kunststoffprodukten entscheidet die präzise Einhaltung der Rezepturen über die Produktqualität. Produzent müssen sich daher auf die exakte Zuführung ihrer Rohstoffe unbedingt verlassen können. Jede Zugabe muss akribisch dokumentiert sein. Während bei großen Chargen der Automatisierungsgrad hoch ist, gibt es bei der Automatisierung von Kleinmengen bei vielen Herstellern noch Potenzial. Die Vorteile für die Automatisierung in diesem Bereich sind hoch:

  • hohe Präzision bei kleinen und großen Gewichtseinheiten;
  • Produkt- und Bedienerschutz durch kontaminationsfreie Lösungen;
  • sichere Chargenrückverfolgung und permanente Dokumentation;
  • bedienerfreundliche Steuerung und Visualisierung;
  • große Flexibilität, d.h. Wiegen unterschiedlicher Gewichte von 10 Gramm bis zu mehreren hundert Kilogramm, variabler Aufbau, problemlos Erweiterung, einfache Rezepturänderungen;
  • Minimierung unproduktiver Nebenzeiten, z.B. durch ablaufoptimiertes Einsammeln der Komponenten, d.h. hohe Schnelligkeit;
  • nachhaltige, ökonomische Lösungen mit hoher Energieeffizienz.
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Das Plus an Information

Leider ist es in vielen produzierenden Betrieben heute immer noch gang und gäbe, dass Betriebsanleitungen und Anlagendokumentationen in einem Schrank ein trauriges Dasein fristen. Andere Unterlagen, wie beispielsweise der Ersatzteilkatalog, befinden sich vielleicht im Betriebsmitteleinkauf – gut verstaut und weggeschlossen. Montagevideos? – Fehlanzeige! Dadurch bleibt der jederzeit notwendige Zugriff des Wartungspersonals auf die wichtigen Dokumente oft ungewollt verwehrt.

Azo schafft hier Abhilfe mit seiner neuen Informationsplattform Azo Plus. Jedes Bauteil besitzt eine eindeutige Kennzeichnung. Diese kann auf einem RFID-Chip oder in einem QR-Code gespeichert sein. Wird ein Bauteil in der Anlage vom Bediener identifiziert, kann dieser sich auf einem mobilen Endgerät alle vorhandenen Daten zu diesem Teil anschauen: Explosionszeichnungen und 3D-Modelle, Stücklisten, Dokumentationen mit Zertifikaten und Bescheinigungen, Materialnummern zum Bestellen von Ersatzteilen, Wartungspläne usw. Des Weiteren können Videos eingesehen werden, die z.B. das Tauschen von Verschleißteilen erklären. Zum sicheren Betrieb der Anlage ist es immens wichtig, dass verfahrenstechnische Maschinen mit den richtigen Werkzeugen bestückt sind. Über die Identifizierung kann sichergestellt werden, dass die Anlage nur bei richtiger Bestückung in Betrieb gehen kann. Maßgebende Wechselbauteile (Siebe, Rührer, Schnecken usw.) geben erst nach korrekter Identifizierung die nachfolgende Produktion frei.

Ein weiterer Schritt zur sicheren Produktion: Die gesamte Maschinen bzw. Bauteil-Historie kann lückenlos aufgezeichnet werden. Wann wurde welches Verschleißteil oder welche Wechselkomponente getauscht? Wie lange war die Lebensdauer eines Ersatzteils, wann muss nachbestellt werden? Das vermeidet Produktionsstillstände und erleichtert die Planung der Wartungseinsätze.

Unabhängig davon, ob Bediener oder Werksleiter, alle relevanten Mitarbeiter greifen auf den gleichen Datenpool zu, der auch bei Anlagenerweiterungen immer auf dem aktuellen Stand ist. Mit einem Rechtemanagement können verschiedene Benutzerlevels eingerichtet werden. Ist z.B. festgelegt, dass der Wartungsmitarbeiter das benötigte Ersatzteil direkt bestellen darf, ist dies über das mobile Endgerät sofort an der Maschine möglich.

Im Ausblick auf Industrie 4.0 lassen sich noch weitere Möglichkeiten der Plattform erkennen. So könnten mit einer Schnittstelle zur Anlagensteuerung Produktionsdaten der Anlage in Echtzeit angezeigt werden und vieles mehr. Wie die Maschinen von Azo wird auch die Informationsplattform kontinuierlich weiterentwickelt.

Automatisches Dosieren von Kleinstmengen

Bei der Umsetzung gibt es eine ganze Reihe an Möglichkeiten. Beispielsweise bietet sich der Azo Componenter in kreisförmiger Ausführung an, wenn eine kostengünstige Lösung bei begrenzter Komponentenzahl gefragt ist. Das System ist dann zu empfehlen, wenn eine kleine Zahl von Komponenten automatisch gewogen werden soll. Bei diesem Prinzip sind die Vorratsbehälter, wie Einfülltrichter für Säcke, pneumatisch beschickte Abscheider oder kleine Silos, kreisförmig über dem Sammelgefäß angeordnet. Jede Komponente verfügt über eine eigene, Rohstoff-optimierte Austragung, Dosierung und Waage. Dadurch sind parallele Wiegevorgänge möglich. Ein Vibrationsboden sorgt auch bei schlecht fließenden Kleinkomponenten für eine sichere Austragung. Die Dosierschnecke mit Verschlusseinrichtung gewährleistet eine hohe Dosiergenauigkeit. Die Produkte werden in Dreh-/Kippwaagen exakt gewogen und in ein Sammelgefäß entleert. Sobald alle Komponenten gewogen sind und die Charge komplett ist, wird sie pneumatisch in eine Förderwaage gesaugt oder je nach Einsatzbereich direkt in einen Mischer übergeben. Dieses System kann auch eingesetzt werden, wenn Beimischungen von verwandten Produkten zulässig sind.

Bildergalerie

Ordentlich in Reih' und Glied bei vielen Rohstoffen

Ideal bei vielen Komponenten ist die Variante des Componenters in linearer Anordnung. Hierbei sind die Vorratsbehälter mit den Produktaufgaben und jeweils eigenen Austrags- und Dosierorganen gegenüberliegend in Reihen angeordnet. Durch spezielle Andockmöglichkeiten ist ein schneller Wechsel von Big Bags und Containern jederzeit möglich. Die Rohstoffe werden entsprechend der Rezeptur in der Regel im additiven Verfahren in eine Sammelwaage gewogen, die unter den Dosierstellen durchfährt. Sobald sich alle Rezepturbestandteile in der fahrbaren Waage befinden, kann die Charge an einem oder mehreren Abgabepunkten (z.B. Mischer oder pneumatische Förderung) aufgegeben werden.

Sind kontaminationsfreie Lösungen gefragt, können die Komponenten auch direkt in einen Container eindosiert werden, der auf einer fahrbaren Waage steht. Die Bodenwaage fährt vollautomatisch zu den vorgegebenen Dosierstellen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, Kleinstmengen mit höchster Genauigkeit über Azodos-Negativwiegesysteme zuzuführen. Die Rohstoffübergabe ist berührungslos und durch eine spezielle Abdichtung mit rohstoffbezogener Besaugung sehr staubarm. Sobald die Gesamtcharge fertiggestellt ist, wird ein Batchreport erstellt und der Container zur Weiterbearbeitung an die Abgabestelle übergeben. Das System arbeitet im Additivverfahren, die aufeinanderfolgenden Wiegevorgänge sind kostengünstiger zu realisieren als beim parallelen Wiegen mit mehreren Waagen.

Wissen ist Wettbewerbsvorteil Egal ob trennen, kompaktieren oder mischen – sichern Sie sich einen Informationsvorsprung durch unseren redaktionelle Branchen-Newsletter „Mechanische Verfahrenstechnik/Schüttguttechnik“ mit allen wichtigen Branchennews, innovativen Produkten, Bildergalerien sowie exklusiven Videointerviews.

Zuguterletzt: In fast jeder Produktion gibt es Kleinstmengen, die manuell zugeführt werden. Dabei handelt es sich z.B. um Farben, Additive, Aromastoffe usw., welche durch ihre Konsistenz (physikalischen Eigenschaften) oder aber auch durch ihren Produktionsbedarf (Menge und Häufigkeit) nicht rentabel vollautomatisiert werden können. Auch wenn eine automatisierte Zuführung nicht sinnvoll ist, müssen die Einwaagen dennoch sauber im System dokumentiert werden. Hier bietet sich zusätzlich das bedienergeführte, manuelle Wiegezentrum Man Dos an. Schließlich sind es oft gerade diese Kleinstmengen, die die Rezeptur entscheidend beeinflussen und deshalb nicht unkontrolliert und undokumentiert dem Verarbeitungsprozess zugeführt werden dürfen.

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