Continue weging / dosering – Probleemoplossingsgids

1. Inleiding: gebruik en belang van continue weging in de industrie

Continue weging is een van de belangrijkste bewerkingen in de droge bulkvaste-stoffen-procesindustrie. Continue weegsystemen zijn uitgerust met een regellus die het mogelijk maakt de snelheid van de doseerapparatuur aan te passen, zodat de massastroom (kg/u) constant blijft. Een dergelijke bewerking wordt vaak uitgevoerd door *Loss-in-weight*-voeders. Enkele toepassingen voor continue dosering zijn hieronder vermeld:

• Regulering van de stroom bulkvaste stoffen naar een breker of vermaler
• Nauwkeurige dosering naar een mengapparatuur : *loss-in-weight*-voeders worden gebruikt om materiaal naar een menger te doseren om een eindproduct te produceren; in dit geval moeten meerdere continue systemen tegelijkertijd worden bestuurd en moeten ze allemaal perfect functioneren.

Continue voeders zijn complexe apparatuur en vaak weten procesoperators niet waar ze moeten beginnen om het probleem van een onnauwkeurig *loss-in-weight*-systeem op te lossen. Als het continue weegsysteem niet nauwkeurig is (d.w.z. schommelt rond het stelpunt of mist het volledig), kan het resulterende product buiten specificatie vallen, wat leidt tot verliezen voor het bedrijf.

Deze pagina bestudeert de veelvoorkomende oorzaken van afwijkingen bij continue doseringen biedt oplossingen voor een betere weegregeling.

Figuur 1: Voorbeeld van een continue weegsysteem, waarbij *loss-in-weight*-voeders bulkvaste stoffen doseren naar een continue menger

2. Variabiliteitsproblemen bij dosering

Hoe weegstabiliteitsproblemen op te lossen?

Een continue doseersysteem krijgt een stelpunt, een massastroom van te doseren materiaal, en moet deze constant handhaven binnen bepaalde toleranties. Als het systeem deze toleranties overschrijdt, kunnen kwaliteitsdefecten optreden: onjuiste meting van een stroom voor een massabalans, onjuiste mengverhoudingen, enz.

Dergelijke variabiliteit kan worden opgespoord door trends in de weging of de aandrijfopdracht van de voeder te analyseren. Als het gewichtsverlies niet lineair is, of als de aandrijfopdracht sterk varieert, kan dit erop wijzen dat de dosering niet goed wordt geregeld. Het is echter niet altijd duidelijk dat de weging instabiel is; daarom is een testrun van het doseersysteem, waarbij het daadwerkelijk gedoseerde gewicht door de voeder wordt gecontroleerd met een onafhankelijke weegschaal, meestal nodig om de omvang van de doseervariabiliteit vast te stellen.

Het testen van elke voeder kan zeer tijdrovend zijn; het is daarom belangrijk dat fabrieksoperators kunnen voorkomen en snel kunnen detecteren dat de continue weging buiten de toleranties valt. De volgende acties kunnen worden voorzien:

• Preventie: de apparatuur op weegcellen (meestal een trechter of een weegband) moet regelmatig worden gecontroleerd met behulp van gekalibreerde gewichten. Bijvoorbeeld: aan het begin van elke shift plaatst de operator een gedefinieerde massa op de trechter; alleen als de weegcellen de juiste waarde aangeven, kan het proces starten.

Wanneer is bevestigd dat het systeem niet nauwkeurig is, kunnen de volgende zaken worden gecontroleerd:

• Begin met het controleren van de weegcellen met gekalibreerde gewichten, vooral als dit al lange tijd niet is gedaan.
• Controleer alle flexibele verbindingen: zowel procesleidingen als elektrische en pneumatische kabels, om er zeker van te zijn dat ze niet duwen of trekken aan de weegtrechter.
• Controleer de ondersteuning van de voeders en zorg ervoor dat er geen externe trillingen op de voeder worden overgedragen.
• Controleer de filters : een drukprobleem kan niet alleen het gewicht beïnvloeden, maar ook de materiaalstroom verstoren.
• In het geval van een *loss-in-weight*-voeder met een schroeftransportband als doseerapparatuur, moet ervoor worden gezorgd dat de uitlaat is aangesloten op een drukcompensator om te voorkomen dat de terugdruk uit het downstream-proces het weegsysteem beïnvloedt.
• Voor kleine continue voeders: controleer of de apparatuur niet blootstaat aan luchtstromen die tegen de trechter kunnen duwen en zo de gewichtsmeting kunnen beïnvloeden.
• Controleer of de doseerparameters niet zijn gewijzigd – continue doseersystemen hebben vrij geavanceerde regelalgorithmen; als de instelling niet correct is, kan dit ertoe leiden dat afwijkingen van het stelpunt te langzaam of te snel worden gecorrigeerd.
• Controleer of het materiaal vrij stroomt naar de doseerapparatuur.
• Een *loss-in-weight*-voeder met een trechter op weegcellen moet af en toe worden bijgevuld: tijdens het bijvullen kan het gewichtsverlies door de voeder niet worden gemeten, omdat het ingaande gewicht het uitgaande gewicht overschrijdt, waardoor de voeder zijn opdracht bevriest tijdens het bijvullen. Als het bijvullen te lang duurt of te frequent plaatsvindt, leidt dit tot doseeronnauwkeurigheden. Zorg ervoor dat bijvullen zo snel mogelijk en zo min mogelijk plaatsvindt.
• Controleer de geschiktheid van het ontwerp van de doseerapparatuur

3. Instelfouten bij continue dosering

Hoe doseercapaciteitsproblemen op te lossen?

Naast te veel variatie tijdens de continue dosering, is een ander veelvoorkomend probleem bij voeders dat ze eenvoudigweg het massastroomdoel missen : bijvoorbeeld heeft het downstream-proces een voeding van 1000 kg/u nodig, maar de operator merkt dat de voeder, zelfs op 100%, slechts 800–900 kg/u levert. Dit soort problemen gaat meestal gepaard met een sterke doseervariabiliteit.

Veelvoorkomende oorzaken van een continue weegsysteem dat zijn doel mist, zijn:

• Onderschatte doseerapparatuur: soms vragen fabrieksoperators simpelweg te veel van hun doseersysteem. Bijvoorbeeld na een proceswijziging (debottlenecking), een materiaalwijziging (lagere bulkdichtheid) of bij het versnellen van de lijn om een eerder probleem (tijdverlies) goed te maken. Operators moeten een capaciteitsreferentie hebben voor elke voeder en mogen niet aannemen dat deze consistent op 100% van de snelheid (aandrijfopdracht) kan draaien; de capaciteit waarbij de voeder wordt bediend, moet liggen tussen 75–80% van de maximale aandrijfopdracht.
• Slechte materiaalstroom. De doseersnelheid zal hoog zijn als het doseerinstrument, bijvoorbeeld een schroeftransportband, met materiaal kan worden gevuld. Controleer of de stroom van vaste stoffen in de voorraadtrechter goed is; indien nodig, herstel of voeg ontladingshulpmiddelentoe.

Wanneer is bevestigd dat het systeem het stelpunt niet kan handhaven, kunnen de volgende zaken worden gecontroleerd:

• Als de voeder is uitgerust met een schroeftransportband, kan het mogelijk zijn deze te vervangen door een schroef met een andere spoed of een grotere diameter.
• Als het probleem betrekking heeft op de toevoer naar de doseerapparatuur door slechte stroming van het product, kan het ontwerp van de trechter worden aangepast, bijvoorbeeld door het implementeren van een roerwerk of fluidiseringsapparatuur voor het wervelbed.