So ermitteln Sie den besten Sensor für Abfüllanwendungen

Bei der Anwendung „Pap Eggs“ wird ein Polybeutel mit Eiern und Konservierungsflüssigkeit gefüllt und in einer stabilen Dreipunktaufhängung mit einer Wägegenauigkeit von 10 Gramm gewogen, bevor er in Verpackungen verpackt wird. Quelle: PENKO Engineering.

Welcome Food Ingredients hat sein Zuckerhandhabungs-/Umverpackungssystem auf ein automatisches Flexicon-Bulk-System aufgerüstet, das einen Big-Bag-Entleerer, ein Wiege-Dosiersystem mit integrierter flexibler Förderschnecke und einen Wiegetrichter umfasst (alles auf den Fotos oben zu sehen). 10-kg-Säcke werden mit automatisch abgewogenem Inhalt befüllt, der von der Förderschnecke in den Wiegebehälter (unten, links) geleitet wird. Wenn der Beutel gefüllt ist, wird er zugebunden und ist einsatzbereit (unten rechts).

Um bei der Pap Eggs-Anwendung sicherzustellen, dass die Menge an Konservierungsflüssigkeit immer ausreichend ist, nutzen alle Systeme automatisches Tara-Wiegen, intelligentes Selbstlernen und Korrektur während des Flugs. Quelle: PENKO Engineering.

Dosimass Coriolis-Durchflussmessgeräte von Endress+Hauser wurden speziell für Abfüll- und Abfüllanwendungen entwickelt und messen Volumen und Massedurchfluss direkt mit Temperatur- und Dichtekompensation, um Wiederholbarkeit zu gewährleisten. Quelle: Endress+Hauser.

Röntgensysteme können nicht nur einen Flaschendefekt aussortieren (oben), sondern auch einen unterfüllten Joghurtbehälter finden (unten). Quelle: Eagle Product Inspection.

Die Röntgeninspektionssysteme der X37-Serie von METTLER-TOLEDO Safeline für Kartons, Metalldosen sowie Kunststoff- und Glasbehälter prüfen nicht nur auf Fremdkörper, sondern können auch zur Füllstandskontrolle eingesetzt werden. Quelle: METTLER-TOLEDO Safeline.

Berührungslose Radar-Füllstandsensoren wie der NCR-80 von BinMaster verfügen über einen 80-GHz-Betrieb mit einem Strahlwinkel von 4° für eine präzise Ausrichtung, um interne Strukturen, Strömungen oder Seitenwandablagerungen zu vermeiden. Sie arbeiten bei hoher Staubbelastung mit Mehlen, Grießen, Körnern, Pellets, Granulaten, Pulvern und Schlämmen. Quelle: BinMaster.

Egal ob ein Pfund Butter oder 10 Tonnen Mehl für eine Bäckerei gekauft werden, Kunden erwarten, dass sie das bekommen, wofür sie bezahlen – nicht weniger, vielleicht ein bisschen mehr – denn wenn das Gewicht leicht unter dem angegebenen Gewicht liegt, verstößt ein Verarbeiter technisch gesehen gegen das Gesetz. Aber natürlich kann das verschenkte Produkt den Gewinn nach und nach abschöpfen, bis sich am Ende des Jahres eine große Summe ergibt.

Es ist dieses kleine bisschen, das zutiefst weh tun kann. Scott Duncan, Produktmanager für Sensoren und Waagen bei Hardy Process Solutions, erzählt beispielsweise eine Geschichte, die in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie nicht untypisch ist: Ein großer Hersteller von Snacks hatte ein Problem mit Überfüllung, war sich aber nicht sicher, wie viel davon Problem war es. Daher führte der Verarbeiter die Kontrollwaagen von Hardy in mehreren Linien seines Werks ein. Jede Linie produziert 120 Packungen pro Minute mit einer Betriebszeit von 85 Prozent pro Jahr. Die Überfüllung betrug typischerweise zwei Gramm pro Packung. Während die Produktkosten nur ein Zehntel Cent pro Gramm betrugen, wurden die Überfüllungskosten pro Jahr auf 107.222 US-Dollar pro Zeile berechnet. Daher würde eine Reduzierung der Überfüllung um nur ein Gramm pro Packung 53.611 US-Dollar pro Jahr und pro Linie einsparen. Um das Mehrgewicht zu reduzieren, wäre natürlich eine genauere Betrachtung des Füllvorgangs und der verwendeten Sensoren erforderlich.

Obwohl es mehrere Methoden und Sensoren zur Überprüfung von Füllständen und Gewichten gibt, scheint Letzteres eine wichtigere Prozessvariable zu sein als Masse, Dichte, Füllstand oder Volumen. Warum? Vincent M. van der Wel, Geschäftsführer von PENKO Engineering BV, einem niederländischen Unternehmen, das sich auf die Entwicklung von Wägesystemen spezialisiert hat, meint, dass das Gewicht den Kern der Sache auf den Punkt bringt.

„Da jedes Atom oder Molekül sein eigenes Gewicht hat, zählen wir beim Wiegen mehr oder weniger die Moleküle“, sagt er.

Deshalb wird diese Technik nicht durch Dichte- oder Temperaturunterschiede beeinflusst und selbst die Belüftung hat keinen Einfluss auf das Endergebnis – das Gewicht des Produkts.

Wenn Sie jemals eine neue Abfüll- oder Dosenlinie von Krones in Betrieb gesehen haben, kann Ihnen die Bewegung den Kopf verdrehen. „Die Abfüllmaschinen von Krones nutzen Füllventile mit Durchflussmessern (induktiv oder Massendurchfluss) für volumetrische Messungen oder Wägezellen für gravimetrische Abfüllungen“, sagt Barry Fenske, Nordamerika-Vertrieb – Abfülltechnik.

Diese Maschinen können Produkte von Wasser bis hin zu Aufschlämmungen abfüllen – karbonisiert, nicht karbonisiert, Heißabfüllung, Kaltabfüllung, leitfähiges Produkt, nicht leitfähiges Produkt, Partikel oder nicht. Die Auswahl des Füllventils hängt vom Produkt sowie dem abzufüllenden Behälter ab. Krones hat für einige Produkte Interesse an gewichtsbasierten Abfüllmaschinen festgestellt.

Beispielsweise kann bei anspruchsvolleren Abfüllanwendungen wie Speiseölen der Wechsel von einem herkömmlichen volumetrischen Füller zu einem Wiegefüller Geld verdienen – und sinnvoll sein. NT GmbH, ein ungarischer Speiseölhersteller, hat sich zum ersten Mal in seinem Betrieb mit einem gewichtsbasierten Krones Modufill NJW-Füller anstelle eines volumetrischen Füllers befasst.

„Wir glauben, dass wir dadurch eine höhere Abfüllgenauigkeit erreichen werden, unabhängig von der Abfülltemperatur und Viskosität des Produkts“, sagt Milan Kunciř, Geschäftsführer von NT.

Der Modufill gewährleistet präzise Füllmengen, da die Wiegezellen während des gesamten Füllvorgangs das einströmende Öl überwachen. Sobald das gewünschte Gewicht erreicht ist, schließt das Ventil und das Produkt kann sich kurz absetzen. Anschließend wird das Gewicht erneut überprüft. Zwei unterschiedliche Füllgeschwindigkeiten sorgen für ein perfektes Fließverhalten. Strömungsgleichrichter im Ventil bewirken einen Füllvorgang mit minimierter Schaumbildung und Turbulenzen.

Obwohl volumetrische Dosierer möglicherweise nicht immer ein perfektes Gewicht liefern, ist der Ansatz von Unifiller Systems Inc. eine Möglichkeit, das Problem zu lösen.

„Am Abfüll- und Portionierungsende des Herstellungsprozesses integrieren wir unsere servoangetriebenen volumetrischen Dosierer mit einer Wägezelle“, sagt Stewart Macpherson, Vizepräsident für Vertrieb und Marketing.

Eine Anwendung für Fertiggerichte könnte die Anbindung an ein Förderband-Kontrollwaagensystem sein, wo beispielsweise das Gewicht einer Familienpackung mit Hähnchenbrust überprüft und diese Informationen dann vorgeschaltet an den Servoeinleger weitergeleitet werden könnten. Da die Hähnchenstücke in Gewicht und Größe variieren, berechnet der Unifiller, wie viel Sahnesauce hinzugefügt werden muss, um die Packung auf das erforderliche Nettogewicht zu bringen. Dies führt dazu, dass alle Packungen das gleiche Endgewicht enthalten.

Pap Eggs, ein niederländischer Anbieter von gekochten und geschälten Eiern, hat sich für Wäge- und Zählgeräte für den Prozess nach den Koch- und Schälschritten entschieden. Aus technischer Sicht ist das Wiegen aufgrund der Unempfindlichkeit gegenüber Dichteunterschieden ideal. Ein weiterer Faktor ist die Hygiene. Die Wägesensoren befinden sich außerhalb des Flusses der gekochten Eier. Ein weiterer wichtiger Faktor ist, dass Pap sowohl feste, gekochte Eier als auch Konservierungsflüssigkeiten verarbeitet. Beim Zählen und Wiegen reicht also eine Kombination von Messsystemen aus.

Um die Qualität der gekochten Eier bei Lagerung und Transport zu gewährleisten, werden sie mit einer Konservierungsflüssigkeit vorverpackt. Der Kunde entscheidet je nach Anwendung über die Art des Konservierungsmittels, das Pap dann je nach Verpackung in unterschiedlichen Mengen ansetzt. Diese Kombination mehrerer Flüssigkeitsarten in unterschiedlichen Mengen erfordert ein flexibles Produktionssystem. Pap verwendet einen Mischbehälter, in dem die verschiedenen Komponenten nacheinander dosiert werden. Aufgrund der geforderten Flexibilität, der unterschiedlichen Flüssigkeitsarten und der benötigten Mengen übernimmt eine PENKO FLEX-2100 die Steuerung der Verwiegung und Dosierung unter Einhaltung aller relevanten behördlichen Gewichtsvorgaben.

Laut Kevin Wilson, leitender Prozessingenieur bei Stellar, sind Wägezellen die am häufigsten verwendeten Gewichtssensoren, insbesondere für Feststoffe wie Mehl und Zucker.

„Sie sind einfach zu konfigurieren und zu verwenden und liefern genaue Rückmeldungen, solange Sie sie regelmäßig neu kalibrieren“, sagt er.

Wägezellen liefern eine direkte Gewichtsausgabe, sodass Dichten und Volumina nicht berechnet werden müssen. Da sie normalerweise außerhalb des Produkts montiert werden, sind Lastsensoren außerdem relativ einfach zu warten und lebensmittelecht.

„Der einzige wirkliche Nachteil von Wägezellen besteht darin, dass sie aufgrund von Benutzerfehlern während der Wartung falsch neu kalibriert werden können“, sagt Wilson. „Das kommt gelegentlich vor und kann zu einer Überfüllung der Gefäße führen.“

Spiroflow Systems stellt Füll- und Entladegeräte für Big-Bags sowie Big-Bag-Entladestationen her. Laut Dave Hesketh, Direktor für Technik und Produktentwicklung, verwenden die meisten dieser Produkte und ihre verschiedenen Versionen Wägezellen, um Gewichte abzulesen, wenn die Einheiten entweder gefüllt oder entladen werden. Die Geräte sind alle für trockene Schüttgüter und die unterschiedliche Dynamik ausgelegt, die diese Materialien beim Befüll- oder Entladevorgang mit sich bringen. Beim gravimetrischen Befüllen oder Entladen werden Wägezellen aufgrund der höheren Genauigkeit bevorzugt.

„Es gibt Zeiten, in denen eine zusätzliche Füllstandsauswahl erforderlich ist, wie z. B. Kapazitätssonden, Stimmgabeln oder Drehsensoren, aber alle hängen von der Art des verwendeten trockenen Schüttguts ab“, fügt Hesketh hinzu. „Die Palette der Maschinen, die wir für Abfüllanwendungen herstellen, beginnt mit einem volumetrischen Abfüllsystem mit Schwerkraftzufuhr.“

Ein solches System besteht aus einem Tragrahmen für den Leerbehälter (meist ein Big Bag) und einer staubdichten Verbindung zum Füllrohr. Typischerweise führt ein Ventil oder eine Zuführvorrichtung Material in die Füllmaschine ein und ein Rückmeldesignal wird an die Zuführvorrichtung gesendet, um den Produktfluss zu stoppen, wenn der Behälter voll ist. Einige Maschinen verwenden einen Füllstandssensor, um eine Überfüllung zu verhindern. Die anspruchsvolleren Maschinen verfügen jedoch über eine Wiegeplattform mit Wägezellen zur Überwachung der Füllrate und zur Einhaltung des Zielgewichts, wodurch auch eine Über- oder Unterfüllung verhindert wird.

Wägezellen, die normalerweise auf einer Wägeplattform zur Überprüfung des Füllgewichts einer großen Menge Mehl – ​​beispielsweise tausend Pfund – verwendet werden, bieten keine genaue Methode zum Hinzufügen von nur ein oder zwei Pfund Salz in denselben Behälter.

„Je größer der Gewichtsunterschied zwischen dem Produkt und seinem Behälter ist, desto ungenauer ist die Messung“, sagt Wilson von Stellar.

Größere Wägezellen reagieren im Vergleich zu ihren kleineren Gegenstücken einfach nicht so empfindlich auf geringfügige Gewichtsänderungen.

„Zum Beispiel arbeite ich derzeit an einem Teigrezept, bei dem 400 bis 600 Pfund Mehl und Mikrozutaten [mit einem Gewicht von je ein bis zwei Pfund] in den Teig gemischt werden“, fügt Wilson hinzu. „Ich verwende einen größeren Trichter, um die große Mehlmenge unterzubringen. Die Genauigkeit beim Mehl ist im Vergleich zu den Mikroprodukten großzügig, sodass die größere Wägezelle kein Problem darstellt.

„Allerdings ist der zulässige Bereich für ein bis zwei Pfund Salz weniger verzeihend – ein Bruchteil über dem Grenzwert kann zu schlechtem, übermäßig salzigem Teig führen. Deshalb verwende ich einen kleineren Trichter (und damit eine kleinere Wägezelle). das Salz, um die größtmögliche Genauigkeit für diese Mikrozutat zu gewährleisten.“

Eine Zufuhrsteuerung oder Mengensteuerung, die das Gewicht pro Menge misst, ist eine Methode, um einer Charge eine genaue Materialmenge zuzuführen.

„Im gravimetrischen Modus wird der variable Gewichtssollwert durch eine Zeitvariable [z. B. lbs./min.] dividiert, um den Massenfluss zu bestimmen“, sagt Duncan von Hardy.

Somit wird ein Material mit einer kontrollierten Geschwindigkeit um den vorgegebenen Sollwert herum bewegt. Dieser Fluss kann in einem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Prozess verwendet werden.

Eine Zutat kann zu einer Mischung hinzugefügt werden, indem entweder ein Gewichtsabnahme- oder Gewichtszunahmesystem mit einem Mengenregler verwendet wird. Wie bei der oben genannten Salzmessung können kleine Volumina mithilfe einer Gewichtsverlustmessung genauer in die Charge dosiert werden als bei einer Gewichtszunahmemessung für eine große und schwere Charge.

„Bei der Steuerung einer Gewichtsverlustrate wird ein Hardy-Regler mit einer entsprechenden Zuführvorrichtung auf der Waage verwendet, um präzise Durchflussraten zu erreichen, sogar in Gramm pro Minute“, sagt Duncan.

Mithilfe der PID-Steuerung kann ein Controller kontinuierlich oder einmalig (Chargen-)genaue Zutatengewichte liefern.

Die Kontrolle der Gewichtszunahme kann bei kleinen Taschen konstant gut funktionieren, wenn das System darauf ausgelegt ist. Beispielsweise benötigte Welcome Food Ingredients Ltd. mit Sitz in Huthwaite, Nottinghamshire, Großbritannien, eine Möglichkeit, den Zucker, der auf Ein-Tonnen-Paletten mit vierzig 25-kg-Säcken Zucker angeliefert wurde, nicht mehr in handliche 10-kg-Polybeutel umzulagern. Die manuelle Handhabung, das Abfüllen und das Wiegen erwiesen sich als zu mühsam und zeitraubend – bis hin zum Umpacken von 30 Tonnen Zucker pro Woche. Das Unternehmen installierte ein Wiegesystem mit integriertem Schneckenförderer von Flexicon Europe.

Die Flexicon-Lösung veränderte die Art und Weise, wie Zucker am Dock angenommen wurde, auf 1-Tonnen-Schüttsäcke, die bei Bedarf maschinell in einen 110-Liter-Trichter entleert werden. Vom Trichter transportiert ein flexibler Schneckenförderer mit einer Länge von 3,0 m und einem Durchmesser von 115 mm den Zucker zu einem konischen Wiegetrichter mit einem Fassungsvermögen von 40 Litern, der auf drei Wägezellen ruht. Ein Gewichtszunahmekontrollsystem dosiert den Zucker mit maximaler Zufuhrgeschwindigkeit in den Wiegetrichter, bis er ein Gewicht von 10 kg erreicht. Wenn der Beutel voll ist, füllt der Bediener einen 10-kg-Polybeutel, verschnürt ihn und schon kann es losgehen – kein Staub, kein Verschütten.

Ganz gleich, ob Abfüllmaschinen heute gewichtsbasierte Technologie oder volumetrische Systeme verwenden, sie alle verlassen sich bei der Füllstandskontrolle eher auf Sensoren als auf mechanisch basierte Systeme.

„Sensorfüller sind teurer als ihre älteren Vorgänger, die mechanischen Maschinen“, sagt Fenske von Krones. „Aber die besseren Erträge und der geringere Wartungsaufwand [Teile und Arbeitsaufwand] überwiegen [die älteren Maschinen].“

Volumetrische Füllungen können auf verschiedene Arten gemessen werden: von Kolben und Hohlräumen und dergleichen bis hin zu High-End-Durchflussmessern, Füllstandssensoren (von denen es viele Arten gibt) und sogar Infrarot (IR) und Röntgenstrahlen. Es kommt auf die Anwendung an.

„Die meisten unserer Abfülllösungen beziehen das Produkt aus konischen oder schrägen Trichtern, wo Änderungen der Schwerkraft die Genauigkeit beeinträchtigen können, wenn sie nicht kontrolliert werden“, sagt Macpherson von Unifiller. „Wir sprechen über den Füllstand des Produkts im Trichter, der sich auf die volumetrische Füllmenge auswirken kann, wenn der Füllstand im Trichter schwankt. Die Möglichkeit, dies zu umgehen, besteht darin, den Trichter mit einer unserer Produkttransferpumpen [dem Hopper Topper] zu füllen Verwenden Sie eine IR-Lichtschranke, die jederzeit einen konstanten Füllstand im Trichter aufrechterhält, was zu einer besseren Portionskontrolle führt.“

In einigen Anwendungen kann eine End-of-Line-Röntgeninspektion eine doppelte Aufgabe erfüllen – nicht nur die Prüfung auf Produktfehler und Verunreinigungen, sondern auch die Prüfung der korrekten Produktmasse. Laut Christy Draus, Marketingmanagerin bei Eagle Product Inspection, sind die Inline-Röntgeninspektionssysteme des Unternehmens durchaus in der Lage, die Produktmasse zu bestimmen. Diese Fähigkeit, genaue Paketgewichte anzugeben, unterstützt Hersteller bei der Einhaltung lokaler Vorschriften zur Einhaltung der Paketgewichte und macht den Kauf von Kontrollwägesystemen überflüssig. Komponentenzählungen mittels Zoneninspektion, z. B. bei Fertiggerichten, können ohne Berechnung des Durchschnittsgewichts durchgeführt werden. (Eine Kontrollwaage kann das Gesamtgewicht nur dann in Einzelwerte umrechnen, wenn das durchschnittliche Stückgewicht bekannt ist.)

Es sei nun auch möglich, den Bedienereingriff gänzlich zu eliminieren, indem das Röntgensystem die Informationen automatisch an die Abfüllmaschine zurückmelden könne – eine Funktion, die besonders bei der Verarbeitung flüssiger Lebensmittel und Getränke von Vorteil sei, sagt Draus. Automatische Anpassungen können vorgenommen werden, während die Linie noch voll betriebsbereit ist, wodurch Ausfallzeiten, Verschwendung und menschliche Interaktion mit der Linie auf ein absolutes Minimum reduziert werden.

Auch IR- und Röntgensysteme wie die von Krones haben in modernen Abfüllanlagen ihren Platz.

„Für die Füllhöhenkontrolle nutzen wir unterschiedliche Sensortypen“, sagt Fenske. „Röntgen, Gamma, IR, Kamera – hängt davon ab, wonach der Kunde suchen möchte und welche Technologie er wünscht. Überfüllung, Unterfüllung – wir prüfen auf beides.“

In Abfüllanwendungen werden häufig konventionellere Sensoren eingesetzt. Effiziente Abfüllmaschinen und -geräte sind auf eine Vielzahl von Instrumenten angewiesen, die sich nach der Art des abzufüllenden Produkts richten. Bei Feststoffen wie Pulvern, Körnern und Spänen muss der Füllstand in den Zufuhrbehältern kontrolliert werden, um eine unterbrechungsfreie Befüllung zu gewährleisten. Endress+Hauser bietet Punkt- und kontinuierliche Füllstandsensoren wie Freiraum- und geführte Wellenradare sowie Ultraschall-Füllstandsensoren, sagt Ola Wesstrom, Manager für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie.

„Zur Erkennung von Verstopfungen in Rutschen oder bei pneumatisch geförderten Produkten ist ein Doppler-Sensor eine hervorragende Möglichkeit, kostspielige Ausfallzeiten zu reduzieren“, erklärt Wesstrom.

Bei flüssigen Produkten ist der Füllstand des Füllbehälters entscheidend für die Leistung des Füllers. Daher werden häufig 2–4 Kapazitäts- oder andere Sensoren verwendet, um den Durchschnittsfüllstand zu ermitteln, fügt Wesstrom hinzu.

„Der aktuelle Trend geht zu zählerbasierten Abfüllmaschinen, bei denen an jedem Abfüllkopf ein Coriolis-Massendurchflussmesser oder ein magnetischer Volumendurchflussmesser verwendet wird, um den Füllstand zu optimieren und so den Verlust zu reduzieren.“

Auch wenn andere Durchflussmesser verwendet werden können, empfiehlt Wilson von Stellar, die Anwendung sorgfältig zu prüfen und vor der Auswahl eines Durchflussmessers Toleranzen, Genauigkeitsanforderungen und die zu messende Flüssigkeit zu berücksichtigen.

Eine Überlegung sei beispielsweise die Leitfähigkeit in Bezug auf gelöste Feststoffe, sagt Fenske. Liegt der Wert bei 20 TDS (Total Dissolved Solids in Parts per Million) oder mehr, ist ein induktiver Durchflussmesser die richtige Wahl für die Messung. Wenn er weniger als 20 TDS beträgt oder überhaupt keine Leitfähigkeit aufweist, ist ein Massendurchflussmesser die Lösung.

Neben der Wahl eines magnetischen (oder induktiven) Durchflussmessers für leitfähige Produkte und eines Coriolis-Massendurchflussmessers für nicht leitfähige Produkte empfiehlt Wesstrom, dass Coriolis eine gute Option ist, wenn das Produkt nach Gewicht vs. Volumen verkauft wird.

„Der Coriolis-Massenfluss ist außerdem genauer und wird daher oft für höherwertige Produkte verwendet“, sagt er.

Der nächste Schritt besteht in der richtigen Dimensionierung des Messgeräts und der Auswahl eines Hochgeschwindigkeitsventils, um Genauigkeit und Wiederholbarkeit sicherzustellen.

Ultraschall-Füllstandsensoren nutzen die Zeitdifferenz der Schallwellenwechselwirkung zur Messung einer Füllstandsänderung und können sowohl für feste als auch flüssige Produkte verwendet werden. Außerdem sind sie relativ kostengünstig und einfach zu installieren.

„Allerdings können Ultraschall-Füllstandsensoren weniger genau sein als Wägezellen, weil es mehr Fehlermöglichkeiten gibt“, sagt Wilson von Stellar. „Der Sensor wird direkt über dem Produkt installiert und muss sorgfältig kalibriert werden, um eine ordnungsgemäße Messung der Abstandsänderung sicherzustellen.“

Da Ultraschallsensoren eine Füllstandsänderung messen, werden aus der Füllstands- und Dichteänderung berechnete volumetrische Änderungen dann multipliziert, um die Gesamtmasse zu berechnen, fügt Wilson hinzu. Da die Dichten je nach Temperatur und anderen äußeren Einflüssen stark variieren können, gibt es nur wenige Situationen, in denen diese Technologie eingesetzt werden kann.

Zur kontinuierlichen Überwachung des Füllstands trockener Produkte in Behältern können auch andere Geräte eingesetzt werden, beispielsweise Gewichts- und Kabelscanner, 3D-Scanner, Freiluftradar und Lasergeräte. Ein Whitepaper von BinMaster mit dem Titel „How to Select a Continuous Level Sensor“ bietet Auswahlkriterien für die gängigsten Typen.

Näherungssensoren können Ultraschall-, induktive, fotoelektrische und Ultraschalltechnologien nutzen und eine gewisse Füllstandsmessung ermöglichen. Näherungssensoren können verwendet werden, um das Befüllen von Behältern bis zum Erreichen eines bestimmten Füllstands zu ermöglichen und dann ein Stoppsignal zu liefern, um die Abfüllmaschine bei einem vordefinierten Füllstand anzuhalten, sagt Macpherson von Unifiller. Zu diesen Produkten können grobstückige Meeresfrüchtesalate, Krabbenfleisch, Obstsalate, Kartoffelsalat und Krautsalat gehören.

„Wir hatten einen Hersteller von Brownie-Mischungen, der Spiroflow benötigte, um genau die richtige Produktmenge aus einem Großbeutel in den Prozess zu dosieren“, sagt Hesketh. „Das Design unserer Geräte mit Näherungssensoren ermöglichte es dem Hersteller, die Genauigkeit der Chargen zu verbessern, und [das Unternehmen] konnte die Anzahl der Chargen erhöhen, um die ursprünglich angeforderte Anzahl zu übertreffen.“

Schließlich können Grenzschalter eine einfache Lösung sein.

„Wir fertigen sowohl Grenzstandschalter [d. h. Hoch- und Tiefstandschalter] als auch kontinuierliche Sender zur Überwachung und/oder Steuerung von Geräten“, sagt Dean Mallon, nationaler Produktmanager bei Endress+Hauser – Ebene. „Als Erfinder der vibronischen Technologie für Prozessanwendungen bieten wir sowohl Einzelstab- als auch Stimmgabelschalter an, um anspruchsvolle Anwendungen zu erfüllen, die von trockenen, aggressiven Medien bis hin zu Flüssigkeiten und Schlämmen reichen.“

Die Wahl des richtigen Sensors für eine Wäge-/Abfüllanwendung hängt buchstäblich vom Gewicht des Produkts ab. Die maximale/minimale Kapazität bestimmt die Größe des Sensors, den Sie verwenden möchten. Wenn Sie 1¼ Unzen füllen. Bei Beuteln mit Kartoffelchips müssen die Sensoren Bruchteile einer Unze messen, sagt Duncan von Hardy. Wenn Sie 200 Pfund füllen. B. Säcke mit Kartoffeln oder Mehl, müssen Ihre Sensoren und Handhabungsmethode entsprechend ausgewählt werden.

Der Gewichtsregler, die Zuführung oder der Spender/Füller kann normalerweise jedes angegebene Gewicht verarbeiten. Lediglich die Sensoren und Handhabungsmethoden müssen sich ändern. Viele der gleichen Überlegungen gelten auch für Flüssigkeiten, obwohl Faktoren wie Temperatur, Dichte, Masse, Volumen und andere Prozessvariablen eine Rolle spielen können. Wenn Verarbeiter über eine vollständige Beschreibung ihrer Abfüllanwendungen verfügen, sind die Lieferanten bereit, ihnen zu helfen, und oft sind auf den Websites der Lieferanten zahlreiche Anwendungs- und Berechnungshilfen verfügbar.

Ein Dokument, „A Guide to Dynamic Weighing for Industry“, ist beim Institute of Measurement and Control erhältlich und deckt verschiedene Konfigurationen von Waagen für den Chargen- und kontinuierlichen Betrieb ab und befasst sich mit Dosierern, Massendurchflussmessern und vielem mehr. Ein weiteres Dokument, „NIST Handbook 133, Fourth Edition, Checking the Net Contents of Packaged Goods“, befasst sich mit Methoden und Testverfahren zur Überprüfung des Gewichts von Trocken- und Flüssigkeitsverpackungen unterschiedlicher Größe und liefert mehrere Beispiele.

Für mehr Informationen:

Scott Duncan, Hardy Process Solutions, 858-278-2900, [email protected], www.hardysolutions.com

Vincent M. van der Wel, PENKO Engineering, 31 318 525630, [email protected], www.penko.com

Barry Fenske, Krones USA, 414-409-4000, [email protected], www.kronesusa.com

Ola Wesstrom, Endress+Hauser, 888-363-7377, [email protected], www.us.endress.com

Stewart Macpherson, Unifiller Systems Inc., 604-940-2233,[email protected], www.unifiller.com

Kevin Wilson, Stellar, 904-260-2900, [email protected], www.stellar.net

Dave Hesketh, Spiroflow Systems, 888-909-7674, [email protected], www.spiroflow.com

Christie Draus, Eagle Product Inspection,[email protected], www.eaglepi.com

Dean Mallon, Endress+Hauser, 888-363-7377,[email protected], www.us.endress.com