Automatische vullijn voor natriumcarbonaat big bags

Laden van big bag natriumcarbonaat op hoge snelheid

Verwerkt Poeder: Natuurlijk Natriumcarbonaat

Onze cliënt, gevestigd in Noord-Californië, is een distributie- en logistiek bedrijf voor de export van natuurlijk natriumcarbonaat. Het project bestaat uit de bouw van een gloednieuwe ultramoderne verpakkingsfaciliteit voor de grootdistributie en export van natuurlijk natriumcarbonaat in big bags.

Project eisen:

• Een systeem voor het vullen van grote zakken met hoge verwerkingscapaciteit, dat dagelijks kan worden gebruikt met minimale tussenkomst van de operator
• De beoogde vulsnelheid voor grote zakken is 120 grote zakken/uur met twee verschillende zakformaten: 1 en 1,25 metrische ton.
• Het "big bag"-laadsysteem moet in coördinatie werken met het wagonbestelsysteem en de 150 ton bufferhopper (bestaande infrastructuur van de klant).

De algemene doelstelling van de big bag-afvullijnen is het proces zoveel mogelijk te automatiseren, met inbegrip van het vormen van big bags, het vullen, het wegen, het verwijderen, het sluiten en het overbrengen naar een bufferzone.

Oplossingen uitgevoerd door Palamatic Process :

• Schroeftransporteurs
• Gewogen buffertrechters
• FlowMatic®06 stations - geautomatiseerde vulsystemen voor grote zakken
• Besturing en automatisering

Aan het begin van de installatie bevinden zich de nodige schroeftransporteurs (of buisvormige schroeven) om het natriumcarbonaat uit de primaire buffertrechter boven de installatie te helpen halen en overbrengen.
Er werd gekozen voor buisvormige schroeftransporteurs in plaats van standaard roterende kleppen om de totale hoogte van de structuur te verminderen en om een betere poedernauwkeurigheid te bereiken bij de dosering in de bufferhoppers eronder. De schroeftransporteurs kunnen automatisch worden bestuurd met een VFD (variabele frequentieaandrijving) en door andere componenten, zoals loadcellen en niveausensoren, via een PLC te laten communiceren met de poedertransportapparatuur.
Voor dit project zijn de schroeftransporteurs ongeveer 30 cm in diameter en 1,2 m lang. De buisvormige structuur en de schroefspoed zijn licht hellend, wat ruimte en hoogte bespaart tussen de accumulatiebak (boven) en de buffertrechters (onder). Het materiaal wordt vervoerd met een snelheid van 39 kg per uur.

Om een vulsnelheid van 120 big bags per uur te bereiken, bestaat de oplossing in het installeren van 4 vullijnen met 2 buffertrechters voor elke vulkop. Bij deze methode wordt één trechter gevuld met natriumcarbonaat, terwijl de andere de grote zak eronder vult. Door met bulkmateriaaltrechters in tandem te werken, kan de vuloperatie van de big bag hieronder zonder onderbreking in sequentiële tijd verlopen. Met dit ontwerp wordt de output verdubbeld op elke lijn van het vulsysteem.

De opslagcapaciteit van elke buffertrechter bedraagt 1500 liter. De trechteruitgangen zijn voorzien van pneumatische schuifafsluiters voor regeling van de materiaalstroom via een PLC. Andere geïntegreerde componenten zijn onder meer sensoren voor hoge en lage niveaus, krachtcellen en luchtkanonnen. De niveausondes en load cells bieden de nodige meetapparatuur voor een volledig geautomatiseerde, operatorloze controle van de trechter selectie en het vullen.

De gehele fabriek bevindt zich in de open lucht, maar er is enige bescherming tegen blootstelling aan het weer door middel van een overdekte dakconstructie. Natriumcarbonaat is echter hygroscopisch en kan, indien te lang opgeslagen, stromingsproblemen zoals brugvorming veroorzaken. Daarom zijn de buffertrechters ook uitgerust met luchtkanonnen en trilmotoren om ervoor te zorgen dat het product stroomt als het wordt samengedrukt of wordt blootgesteld aan hoge vochtigheidsniveaus.

Om het volume van lucht en materiaal tijdens het vullen van de big bags in evenwicht te houden, is een stoffilter ingebouwd in de bovenkant van de buffertrechters. Op die manier kunnen stof- en fijnstofdeeltjes veilig worden verwijderd en verplaatst terwijl het materiaal in de big bag wordt afgevoerd.

Palamatic Process heeft een systeem ontworpen voor het laden van big bags, dat alle operationele processen volledig automatiseert met een minimale tussenkomst van de operator. Het FlowMatic®06-model biedt een kant-en-klare oplossing voor alle stappen van bufferen, voeden, doseren, wegen, vullen, verdichten en afzetten.
Voor de totale vereiste productie van 120 big bags per uur (d.w.z. 30 big bags per uur op elk vulstation) is het systeem uitgerust met alle noodzakelijke functies, zoals voorgedoseerde weeghoppers, een opblaasbare insluitdichting, automatische haken voor de big bag-banden, een roterende big bag-bevestigingskop, een in de hoogte verstelbaar schort via een pneumatische cilinder, een ventilator om de big bag vorm te geven, een commerciële weegmachine voor de gecertificeerde wederverkoop van de gevulde verpakkingen, een triltafel om de soda te verdichten en de big bag te stabiliseren, een palletontstapelaar en een gemotoriseerde rollenbaan om de gevulde big bags over te brengen

De bedrijfscyclus is als volgt:

1. De palletontstapelaar voert een pallet op de gemotoriseerde rollenbaan.
2. De operator haakt de grote zak met de riemen aan de automatische haken en sluit het vulmondstuk aan op de opblaasbare verzegeling.
3. De haken vergrendelen en het zegel wordt opgeblazen, waardoor de grote zak op zijn plaats blijft.
4. De pneumatische cilinder tilt de big bag van de pallet om spanning te creëren voor optimale vulling en vormgeving.
5. Een voorgeblazen ventilator blaast de zak op om kreukels te voorkomen en de big bag beter te vullen
6. De omloopklep van de ventilator schakelt over van de opblaas- naar de ventilatiemodus (waarbij het volume van materiaal en lucht in evenwicht wordt gehouden).
7. De pneumatische klep opent en het vullen van de big bag begint.
8. De pneumatische cilinder laat de grote zak zachtjes zakken op de laadcellen eronder.
9. De vibrerende verdichtingstafel schudt de zak om hem te stabiliseren en het vullen te optimaliseren.
10. De loadcellen geven aan de schuif aan wanneer het streefgewicht is bereikt en sluiten de kruitklep.
11. De tweede trilling vindt plaats om het materiaal te verpakken.
12. De opblaasbare afsluiting loopt leeg en de automatische haken maken de grote zak los.
13. De gemotoriseerde rollenbaan brengt de big bag naar een sealstation voor het bevestigen van de big bag tuit.
14. De big bag wordt naar een tijdelijke bufferopslagplaats gebracht om door een vorkheftruckbestuurder te worden verwijderd.

Ons team voerde een tijdstudie uit van alle operationele sequenties (tijdlijn) en stelde vast dat tussen de taken van de operator en de controles van het geautomatiseerde systeem, elke big bag een totale vul- en overslagcyclus van telkens 2 minuten had.

Focus op elke functionele component van het big bag verpakkingsstation:

De vulkop heeft een elastomeer afdichting die kan worden opgeblazen via de persluchttoevoer van de installatie. Hij bevat een drukgrenssensor om beschadiging van de afdichting te voorkomen. Dit zorgt voor een veilige en stofdichte verbinding met de vultuit van de big bag. Het zorgt ervoor dat de tuit niet wegglijdt tijdens het vullen van het poeder.

De automatische haken hebben een geïntegreerde gemotoriseerde rail die de achterste haken naar voren laat bewegen om de ergonomie voor de operator te verbeteren. Zodra de operator de riemen van de big bag aan de haken heeft bevestigd, schuiven ze terug in positie en vergrendelen de riemen op hun plaats.

De pneumatische cilinder staat op een veerspanningssysteem. Vóór het vullen wordt de big bag van zijn platform gelicht, zodat de bodem en de zijkanten van de big bag hun optimale vorm behouden. Naarmate het materiaal de big bag vult, zorgt de veer ervoor dat de big bag geleidelijk op de pallet wordt neergelaten.

De opblaasventilator helpt de big bag vorm te geven om kreuken of vouwen van de stof te voorkomen. Op die manier zijn er geen dode luchtzakken nadat het materiaal de FIBC heeft gevuld. Eenmaal opgeblazen schakelt een bypassklep over op een stofverzamelleiding om lucht en fijne deeltjes te laten ontsnappen door het stoffilter van de gewogen bufferhoppers. De filters zijn aangesloten op een persluchttank die een straal perslucht door het filterpatroon stuurt om het te reinigen en te voorkomen dat zich materiaal ophoopt. Het reinigingssysteem met omgekeerde pulsstraal werkt volgens een getimede opeenvolging en wint het poeder terug dat eventueel door de filters verloren is gegaan.

De trillende verdichtingstafel maakt gebruik van twee trilmotoren aan weerszijden van een metalen frame met gleuven. De tafel is afneembaar om de pallet op de rollenbaan te kunnen plaatsen en overbrengen. De metalen sleuven passen tussen de rollenbaan om contact te maken met de pallet. Terwijl de grote zak wordt gevuld en op de pallet wordt neergelaten, gaat de tafel trillen, waardoor kleine luchtbellen tussen de poederdeeltjes kunnen ontsnappen en het materiaal wordt verdicht. Dit zorgt ervoor dat de capaciteitsgrenzen van de big bag optimaal worden gevuld en dat deze wordt gestabiliseerd zodat hij niet verbuigt, waardoor ongelukken en het morsen van materiaal worden voorkomen.

De rollenbaan brengt de lege pallets naar de vulkop voor grote zakken en de grote zak naar zijn pallet zodra deze gevuld is. De lijn begint met de palletontstapelaar, die is ontworpen om twee verschillende palletafmetingen te kunnen verwerken. De totale capaciteit van de ontstapelaar is zo ontworpen dat er tot 20 pallets tegelijk in kunnen. Elke lijn is uitgerust met twee palletladers, voor een totale opslagcapaciteit van 40 pallets, waardoor een uur lang kan worden gewerkt zonder het materieel te herladen. Twee op sledes gemonteerde verticale indexeerwagens, bediend door pneumatische cilinders, zorgen voor de op- en neerwaartse beweging en de drie posities die nodig zijn voor het heffen en lossen van pallets. Een geleiderailstructuur duwt de pallets uit de ontstapelaar op de rollenbaan. Bovendien is dit palletinvoersysteem uitgerust met de volgende kenmerken: 2 inductieve sensoren voor de voorste en achterste vorkposities, 3 inductieve sensoren voor de lage, middelste en hoge vorkposities en 1 foto-elektronische sensor om de aanwezigheid van een pallet op de rollenbaan aan te geven.

De gemotoriseerde rollenbaan brengt de lege pallet vervolgens naar het vulstation. Het draagvermogen van de gemechaniseerde transportbanden bedraagt 1,2 ton per meter (0,9 m) en hun totale lengte 1,35 meter (ca. 1,3 m). Zodra de big bag gevuld is, duwt de transportband de big bag op de pallet en op een zwaartekracht-rollenbaan. Door zwaartekrachtrollenbanen te gebruiken, kan de fabriek energie besparen. Aan het einde van de zwaartekrachtrollenbaan bevinden zich regelrollen die de snelheid van de big bag helpen afremmen en een palletscheider waarmee elke pallet kan worden gescheiden voor verwijdering door een vorkheftruckbestuurder.

De controller is ontworpen door onze eigen automatiserings- en elektro-afdeling. De schakelkast is gemaakt van epoxy gecoat zacht staal met een 7" touch screen. De PLC bestaat uit Allen Bradley, Micrologix 850 componenten met Ethernet aansluiting. Een hoofdbesturingspaneel van de PLC en 4 lokale besturingskasten werden op dit systeem geïnstalleerd. Palamatic Process biedt ook mogelijkheden voor diagnose op afstand door de integratie van een ethernet remote maintenance box. Hierdoor kunnen onze teams op afstand diagnoses stellen en eventuele fouten of storingen in het systeem in real time opsporen. Palamatic Process ontwerpt, assembleert en programmeert alle besturingspanelen in eigen huis. Ons team van automatiseringsingenieurs zorgt voor een gemakkelijke invoer van grondstoffen, traceerbaarheid van batches, identificatie van de operator en een betrouwbare dosering. De PLC beheert en bestuurt het vullen van big bags, het doseren van gewichtsverlies, het transport, het ontstoffen, de toevoer en de selectie van de trechter. Onze technici zijn ook beschikbaar voor inbedrijfstelling ter plaatse en assistentie bij opleiding.

Neem vandaag nog contact op met een van onze experts voor hulp bij de material-handlingoplossingen die u nodig hebt en om een offerte aan te vragen.