IMPIANTI AUTOMATICI DI DOSAGGIO INGREDIENTI

 

EVOLUZIONE DEGLI IMPIANTI

DALLA PREISTORIA AL TERZO MILLENNIO

MACRODOSAGGIO

INGREDIENTI IN GROSSE QUANTITÀ

DA SILI DI STOCCAGGIO

INGREDIENTI IN MEDIE QUANTITÀ

DA SACCONI INDUSTRIALI

MICRODOSAGGIO

INGREDIENTI IN PICCOLE QUANTITÀ

DA SACCHI

NANODOSAGGIO

INGREDIENTI IN PICCOLISSIME QUANTITÀ

DA IMBALLAGGI SPECIFICI

IPOTESI DI PROGETTO

1.DOSAGGIO PER BATCH

Nel dosaggio di polveri o ingredienti granulari, un certo numero di ingredienti deve essere dosato fino a formare una ricetta. L’assieme della ricetta viene trasferita verso altra apparecchiatura per ulteriore lavorazione (esempio: miscelatore, impastatrice, scioglitore, ecc.). La composizione della ricetta può ripetersi o cambiare ogni volta.

1.1.  PERFORMANCES RICHIESTE

  • PRECISIONE DI DOSAGGIO DI OGNI INGREDIENTE

Il dosaggio di ogni ingrediente avviene per incremento o per sottrazione di peso, come meglio spiegato più avanti. La precisione viene espressa in scostamento percentuale sul peso teorico. Per esempio, se la precisione richiesta è di ± 2 %; per un ingrediente che richiede un dosaggio di 100 grammi, la quantità reale dosata a fine ciclo dovrà essere al minimo 98 gr. o al massimo 102 gr.

La precisione di dosaggio può essere un valore identico per ogni ingrediente, oppure, per ragioni che possono essere economiche, tecnologiche o qualitative, può variare in più o in meno per determinati ingredienti.

Nella seconda ipotesi gli ingredienti a precisione differenziata dovranno essere chiaramente indicati e avare caratteristiche fisiche costanti nel tempo.

La precisione di dosaggio di ogni ingrediente può essere garantita  ± 1 ÷ 5 %.

Eccezionalmente < 1%

  • CADENZA DI DOSAGGIO

Viene espressa in numero di batch/ora, intendendo per batch la ricetta completa di ogni ingrediente nella formulazione più complicata per numero e/o quantità di ingredienti.

  • CONTAMINAZIONE INCROCIATA TRA DIVERSE RICETTE 

È espressa in percentuale. Si tratta della contaminazione ammessa tra ricette successive: la quantità totale di ingredienti di una ricetta, che viene riscontrata nel dosaggio della ricetta successiva, o la quantità di ingredienti dosati e pesati, che risultano mancare allo scarico del punto di destinazione. Il prodotto potrebbe essere rimasto nel serbatoio di pesatura, nel serbatoio di spedizione, nelle attrezzature di trasporto e potrebbe inquinare la ricetta successiva/e.

La contaminazione incrociata tra diverse ricette può essere garantita < 1,5 ÷ 3 %

 

2.DOSAGGIO IN CONTINUO

2.1.  PERFORMANCES RICHIESTE

Uno o più ingredienti granulari o in polvere devono essere dosati in continuo verso il flusso di prodotto interessato. Esempio: aromatizzazione, salatura superficiali.  Il dosaggio avviene per sottrazione di peso sulla base di un segnale esterno o calcolato  sulla misurazione istantanea in peso del flusso di prodotto interessato.

La precisione di dosaggio di ogni ingrediente può essere garantita  ± 2 ÷ 5 % della quantità teorica richiesta. Esempio: dovendo dosare il 1,5  % di una polvere su un flusso di prodotto che scorre tra 500 e  1.000 Kg/h, il sistema fornirà in modo continuo una quantità istantanea tra 7.500 e 15.000 grammi ± la quantità percentuale stabilita.

Eccezionalmente la precisione può essere garantita < 2% (in questo caso la materia da dosare dovrà avere caratteristiche fisiche costanti nel tempo).

ANALISI DELLE CARATTERISTICHE DEI PRODOTTI DA DOSARE

Per lo studio di una apparecchiatura o un impianto automatico di dosaggio è essenziale la conoscenza delle caratteristiche fisiche del prodotto/i da dosare.

Il nostro laboratorio è attrezzato e in grado di determinare con precisione su scala scientifica internazionale:

  • La densità apparente del prodotto (grammi/litro);

  • L’angolo di riposo. e/o scorrimento (° );

  • L’umidità (%).

Le analisi permettono ai progettisti di identificare con precisione le:

CARATTERISTICHE DEGLI UTENSILI DI DOSAGGIO E LA NECESSITÀ DI IMPIEGO DI AGEVOLATORI DI DISCESA

Nel caso di dosaggio a mezzo coclee:

Tipo di spira da utilizzare: continua, senz'anima a profilo quadro, senz'anima a profilo tondo, a palette

Diametro esterno, diametro interno, passo e velocità di rotazione.

N.B. Nel caso di esecuzioni ATEX la velocità periferica della spira non potrà superare 1 m/sec.

 

Nel caso di apparecchiature vibranti:

Ampiezza di vibrazione, angolo di forza e frequenza

UTENSILE BIVITE AUTOPULENTE

NECESSITÀ DI UTILIZZO DI UTENSILI ROMPIPONTE, ESTRATTORI O AGEVOLATORI DI DISCESA

UTENSILE ROMPIPONTE

MARTELLO PNEUMATICO

TECNOLOGIE DI DOSAGGIO

DOSAGGIO MONO O MULTINGREDIENTE PER INCREMENTO DI PESO

Serbatoio Pesatura Scale per impianto di dosaggio e pesatura ingredienti

SCHEMA DI GRUPPO DI DOSAGGIO MULTINGREDIENTE

PER INCREMENTO DI PESO

Si tratta della configurazione più utilizzata negli impianti di dosaggio di componenti con funzionamento ‘’per batch’’; nel caso in cui si debba formare ricette composte anche da molti ingredienti in un tempo stabilito (numero di dosaggi/ora).

Le stazioni di dosaggio sono di norma formate da:

A Un serbatoio montato su celle di carico e completamente isolato da membrane flessibili, per la pesatura degli ingredienti che vengono dosati, uno dopo l'altro da apposite apparecchiature specificatamente adattate alle caratteristiche del prodotto e alla quantità da dosare.

B Un sistema di valvole  che permettono lo scarico completo della ricetta dosata e nello stesso tempo isolano perfettamente il serbatoio pesato dalle interferenze causate dal sistema di trasporto utilizzato, sotto la tramoggia di spedizione, per il trasferimento del batch verso il punto di utilizzo.

C Un secondo serbatoio (spedizione), che ha funzione di tampone per il carico sul circuito (normalmente pneumatico) per il trasferimento della ricetta al punto di destinazione e utilizzo; l’impiego del serbatoio di spedizione permette di isolare completamente la pesatura dalle possibili interferenze causate dalle perdite di carico prodotto, nel circuito pneumatico, da parte della valvola stellare; e inoltre, dissociare il ciclo di pesatura da quello di spedizione e guadagnare tempo di esecuzione del batch: nello stesso tempo in cui si effettua il dosaggio il sistema trasporta la ricetta dosata precedentemente, che è stata trasferita per caduta, dal serbatoio di pesatura a quello di spedizione.

D Un sistema di trasporto (normalmente pneumatico, in aspirazione) si occupa di trasferire la ricetta completa fino al punto di utilizzo successivo.

La precisione di dosaggio standard è garantita < ± 3%; la contaminazione incrociata tra ricette è normalmente garantita < 1,5 %.

La figura seguente mostra lo schema di un impianto di dosaggio da 15 batch/h per  23 componenti con 3 destinazioni finali.

Schema unifilare impianto dosaggio ingredienti

SCHEMA UNIFILARE DI UN IMPIANTO DI DOSAGGIO INGREDIENTI 15 BATCH/h per:

 16 PRODOTTI DA SACCHI;  2 DA SILO;  5 DA BIG BAG; CON 3 DESTINAZIONI FINALI

DOSAGGIO MONO E MULTI INGREDIENTE PER SOTTRAZIONE DI PESO

Dosatori per dosaggio in continuo polveri

Questo tipo di tecnologia è particolarmente adatto nel caso di dosaggio continuo o quando si devono effettuare un numero elevato di cicli/h. Il dosaggio  avviene per ogni ingrediente per sottrazione di peso del materiale contenuto nel serbatoio quindi pur confluendo in un unico punto, gli ingredienti possono essere dosati contemporaneamente. Questo tipo di tecnologia permette quindi di dosare un numero elevato di ingredienti in un tempo che è  limitato all'ingrediente che richiede maggiore tempo di dosaggio per quantità o per  estrema accuratezza richiesta.

La figura sottostante schematizza  un impianto di dosaggio di polveri di aromatizzazione  nella produzione di pet-food secco.

L’aroma ‘A’ in big bag viene trasportato pneumaticamente verso un dosatore che lavora per batch verso un miscelatore sottovuoto.

L’aroma ‘B’ in sacchi viene trasportato pneumaticamente verso un dosatore che lavora in continuo su un miscelatore continuo lineare.

Su entrambe le linee è possibile dosare l’aroma ‘C’ in sacchi che viene caricato manualmente.

Sulla linea che lavora in continuo la precisione di dosaggio è garantita +/- 3%.

Sulla linea che lavora per batch la precisione è < +/-1%

DOSAGGIO CONTINUO DI POLVERI DI AROMATIZZAZIONE SU UNA LINEA DI PRODUZIONE PET-FOOD SECCO

DOSAGGIO PER BATCH DI POLVERI DI AROMATIZZAZIONE SU UN MISCELATORE SOTTOVUOTO PER PET-FOOD SECCO

PRECISIONE DI DOSAGGIO

Il dosaggio di ogni ingrediente avviene per incremento o per sottrazione di peso. La precisione viene espressa in scostamento percentuale sul peso teorico. Per esempio se la precisione richiesta è di ± 2 % ; un ingrediente che richiede un dosaggio di 100 grammi la quantità reale dosata a fine ciclo dovrà essere al minimo 98 gr. o al massimo 102 gr.

E’ chiaro come la precisione di dosaggio in un impianto automatico sia  il parametro di progettazione che merita la maggiore attenzione soprattutto , nel campo alimentare e/o soprattutto farmaceutico si devono trattare prodotti che sono essenziali per la riuscita della formulazione o addirittura pericolosi per la salute del consumatore in caso di sovra o sotto-dosaggio.

 

LA PRECISIONE DI DOSAGGIO è influenzata da due elementi tecnici distinti  che però interagiscono tra loro nel determinare il risultato finale.

LA PESATURA

Chi si lavori per incremento o per sottrazione di peso siamo in presenza di  una attrezzatura (semplice serbatoio o l’intera apparecchiatura) che deve essere pesata e monitorata istantaneamente per comandare l’incremento o la sottrazione di prodotto da dosare. 40 anni di esperienza e continuo sviluppo ci consentono il raggiungimento del risultato tecnologicamente più avanzato nel settore:

CELLE DI CARICO A FLESSIONE

Di marca Laumas Elettronica o altra su richiesta purché di caratteristiche almeno uguali

Costruzione Inox AISI 420 o inox 17-4 PH

Certificate Atex II 2 D.

Standard OIML R60 C3 (errore combinato ࣙ>= 0,02%) o C4 (errore combinato +/- 0,013)

Grado di protezione IP68

Sensibilità 2 mV/V +/-0,1 %

Temperatura di lavoro -10 / +40°C

3 CELLE DI CARICO EQUIDISTANTI DAL BARICENTRO

SISTEMA DI LIVELLAMENTO CELLE DI CARICO

Per una perfetta efficienza delle celle di carico le stesse devono lavorare in perfetta planarità e libere da vincoli parassiti.

Il sistema utilizzato dalla CRISTIANO TORRE oltre a quanto sopra garantisce anche l’autocentraggio e la sicurezza al ribaltamento.

LASTRA FLESSIBILE DOPPIO SPALMATO

ALIMENTARE SPESSORE 0,4 mm

ISOLAMENTO FLESSIBILE TRA LE PARTI FISSE E IL GRUPPO PESATO

Una cura particolare viene dedicata sempre ai collegamenti flessibili di isolamento del sistema pesato dalle parti fisse: (gli utensili utilizzati per dosaggio e le attrezzature di ricevimento della quantità pesata).

Dei collegamenti flessibili inadeguati comportano delle interferenze importanti sulla accuratezza della pesatura e provocare contaminazione incrociata tra le ricette.

CONTROLLO AUTOMATICO DELL’EFFICIENZA DEL SISTEMA DI PESATURA

In un impianto automatico si susseguono i batch di lavorazione senza nessun intervento umano.

Durante la lavorazione automatica possono verificarsi dei guasti o delle anomalie su certi componenti che possono determinare degli errori anche gravi nel dosaggio degli ingredienti. Un inconveniente di questo genere può provocare dei danni economici anche molto gravi, in quanto rende inutilizzabili tutti i batch lavorati che ne sono coinvolti in successione.

I serbatoi di pesatura utilizzati dalla società TORRE comprendono un sistema di controllo automatico dell’efficienza dell’insieme.

Si tratta un controllo che può essere effettuato dal software di gestione periodicamente o addirittura alla fine di ogni batch, che consiste nell'applicare dei pesi campione sulla bilancia e verificarne la corrispondenza del segnale corrispondente, innescando un allarme se necessario.

SVUOTAMENTO TOTALE – CONTAMINAZIONE INCROCIATA

Ogni batch di ingredienti si deve svuotare interamente senza lasciare residui interni che sono causa di contaminazione incrociata e di errore di dosaggio nel batch seguente.

Tutti serbatoi di pesatura sono lucidati internamente con una rugosità superficiale < 0,6 µ.

Una cura particolare è riservata ai portelli di accesso per ispezione e pulizia per assicurare una perfetta planarità interna senza nessun tipo di asperità o fessurazione.

Per maggiore sicurezza ogni serbatoio di pesatura o spedizione è provvisto di un martello pneumatico silenziato  che dopo lo svuotamento provvede con un colpo a far scendere la polvere che è rimasta sulle pareti a causa dell’elettricità statica.

AUTOMAZIONE DI PROCESSO

40 Anni di esperienza in collaborazione con azienda leader nel settore ci permette di offrire un servizio ‘chiavi in mano’ completo del software di gestione dell’impianto completamente personalizzato e interfacciato a mezzo scambio dati ethernet con i sistemi aziendali esistenti.

Semplicità di intervento sulle ricette per modifica, implementazione, ecc. grazie a una interfaccia personalizzata che permette di interagire on il processo di produzione in modo semplice e intuitivo,

Tracciabilità di tutte le operazioni

Software dedicato alla auto calibrazione automatica del ‘PESO IN VOLO’ per ogni ingrediente in ogni ricetta.

AUTOCALIBRAZIONE AUTOMATICA DEL PESO "IN VOLO"

GLI UTENSILI DI DOSAGGIO

L’utilizzo di un utensile di dosaggio appropriato è condizione imprescindibile per ottenere precisione e velocità di dosaggio.

40 anni di esperienza con i prodotti più disparati ci consentono di operare la scelta più appropriata al fine di il risultato prefissato.

L’utensile più utilizzato per prodotti polverulenti è sicuramente la vite di Archimede nella configurazione che più si adatta alle caratteristiche della materia da dosare.

Per esempio: un prodotto molto impaccante dosato con una coclea a spira continua con albero centrale pieno darà rapidamente forma a un problema di agglomerazione fino a impedire completamente il dosaggio. In questo caso si dovrà utilizzare una vite a sezione quadra senz'anima centrale. Una particolare attenzione deve essere posta alla igroscopicità dei materiali. Spesso è necessario inserire un sistema di deumidificazione che possa mantenere sotto controllo questo parametro.

UTENSILE DI DOSAGGIO DOPO UTILIZZO CON CALENDULA IN POLVERE

VITE SENZ'ANIMA A SEZIONE QUADRA

GRUPPO DEUMIDIFICATORE MUNTERS

Nel caso di dosaggio di prodotti con granulometria più grossolana e scorrevole si utilizzano dei dosatori a canale vibrante di tipo a comando elettromagnetico.

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