Systembeschreibung

Der robuste Geräterahmen ist aus rostfreien Stahlrohren geschweisst. Die Armaturen sind allseitig zugänglich und unempfindlich gegen Feuchtigkeit. Die Tischplatte besteht aus einem starken wärmebeständigen Kunststoff. Die Konstruktion vermeidet unzugängliche Winkel und ist daher leicht zu reinigen. Der Dosierbehälter schwenkt nach dem Auffüllen zur Seite (zurück), wodurch die Manipulationen beim Verschliessen des Beutels uneingeschränkt (seitlich und nach oben) durchgeführt werden können.
Entlang des Schwenkbereiches führt eine Rinne. Gelegentliche Tropfen am Ausguss fallen nicht auf den Beutel, sondern werden in den Ablauf (Eimer) geleitet. Das Auslassventil, zusammen mit dem Ausguss, ist in der Verlängerung des Dosierbehälters nach unten fest verbunden und vertikal beweglich angeordnet, was sehr vorteilhaft ist während des Abfüllens.  Das Ausgussrohr taucht in den Beutel ein, gleichzeitig stösst der Strahl den Beutelboden nach unten, wodurch eine Berührung mit dem Ausgussrohr (Kante) ausgeschlossen ist. Die Befüllung erfolgt von unten, die Vermengung mit Luft ist daher gering, wodurch eine Schaumbildung weitgehend vermieden werden kann. Das System eignet sich deswegen auch zum Abfüllen von Traubensaft.
Die Ein- und Auslassventile weisen keine beweglichen Teile auf, ebenso fehlen Totwasserräume, wodurch die saftführenden Leitungen und Armaturen für die Reinigung nicht zerlegt werden müssen. Die Konstruktion dieser pneumatisch betätigten Ventile ist prädestiniert für eine preisgünstige Automatisierung.
Die elektrisch betätigten Steuerventile bleiben auch nach langen Stillstandzeiten voll funktionstüchtig.
Betriebsmittel:  Netzspannung 230 V,   Pressluft  4 Bar, geringe Menge

Das Programm weist drei Betriebsarten auf:

1.      Aufwärmphase
Um die ordentliche Betriebstemperatur zu erlangen, wird vom Vorratsbehälter heisses Wasser in den Dosierbehälter gefüllt. Danach wird dieses Wasser an der Beladestation in einen Eimer abgelassen.

2.      Regulärer Abfüllbetrieb
Sobald der Dosierbehälter voll ist und kein Mundstück in der Halterung steckt, schwenkt dieser nach vorn über die Abfüllposition. Dem Benutzer wird hiermit   die Bereitschaft zum Abfüllen in den Beutel signalisiert.
Der Abfüllvorgang wird ausgelöst, sobald das Mundstück vom Beutel in die Halterung bis zum Anschlag geschoben wird.

In der Regel arbeitet der Benutzer mit Handschuhen. Zur Steuerung des Abfüllvorganges muss keine Taste betätigt werden. Dies ist ein Vorteil, der das Arbeiten mit diesem System komfortabler und auch leistungsfähiger macht.      Der Benutzer kann sich voll auf andere manuelle Tätigkeiten konzentrieren, welche das Bereitstellen des Gebindes, das Verschliessen des Beutels sowie das Entfernen der Packung vom Abfülltisch betreffen.
Erfahrungsgemäss wird hiermit eine erhebliche Rationalisierung erzielt. Eine Person erzielt nun mühelos annähernd dieselbe Abfüllleistung, wofür bei einer konventionellen Anlage zwei Personen nötig sind.

3.      Abfüllbetrieb mit integrierter Hahn-Handhabung
Die Steuerung wartet, bis ein Beutel, zusammen mit dem Hähnchen im Mundstück, in die Halterung geschoben wird. Unverzüglich packt der Greifer das Hähnchen und zieht es aus dem Mundstück. Dann schwenkt der Dosierzylinder mit dem Ausgussrohr nach vorne und beginnt sofort mit dem Abfüllen in den Beutel. Nach der kurzen Verzögerung für das Abtropfen schwenkt der Dosierzylinder nach hinten an die Füllposition. Gleichzeitig schwenkt auch das Hähnchen zurück bis hin senkrecht über das Mundstück. In der Regel drückt der Anwender auf den Beutel, um die Luft auszutreiben. Sobald der Anwender die Auslösetaste für das Verschliessen des Beutels betätigt, beginnt die Verschlussmechanik zu arbeiten.   Die Sicherheit ist dadurch gewährleistet, dass die Taste solange gedrückt werden muss, bis das Hähnchen das Mundstück berührt. Anschliessend wird das Mundstück mit Hilfe eines Zylinders aus der Halterung geschoben. Damit stellt sich eine höhere Betriebssicherheit ein, da der Sensor in der Halterung erst wieder bei einem neuen (leeren) Beutel ansprechen kann. Der Beutel kann jetzt ungehindert weggezogen werden. Ein weiterer interessanter Vorteil besteht darin, dass sofort ein neuer Beutel in die Halterung geschoben werden kann, wodurch keine unnötige Wartezeit entsteht.

4.      Abschluss des Auftrages
Wenn der Dosierbehälter in einer bestimmten Zeitspanne nicht voll wird, dann liegen zwei mögliche Ursachen vor:

a)     Die Getränkezufuhr (vom Vorratsbehälter) wurde unterbrochen.

b)     Das Ende des Auftrages ist erreicht (Vorratsbehälter ist leer)

Der Benutzer kann jetzt an der Steuerung wählen zwischen Warten auf Nachschub, wechseln der Abgabemenge (5 / 10 Liter), Ablassen in einen kleinen Beutel oder in den Eimer.

Messtechnik
Getränke werden in Liter deklariert. Das Messprinzip arbeitet deshalb volumetrisch, wodurch das spezifische Gewicht (Öchslegrad) nicht berücksichtigt werden muss. Der Füllstand wird mittels eines frei schwebenden und elektronisch abgetasteten Schwimmers gemessen.
Die Füllhöhe kann am Display verfolgt werden.

Vorratsbehälter
Das Getränk fliesst vom Vorratsbehälter durch einen flexiblen Schlauch in den Dosierzylinder. Die Gefällhöhe zwischen dem Vorratsbehälter und dem Dosierzylinder beeinflusst die Fülldauer.
An den meisten Orten ist die Durchflussleistung des Wärmetauschers geringer als die mögliche Abfüllleistung der Anlage BIBA900 (ausgehend von 10 Liter Beuteln). Das Fassungsvermögen des Vorratsbehälters sollte idealerweise 40 bis 60 Liter betragen. Somit ergeben sich regelmässig Pausen, während derer die Packungen weggeschafft und neue Kartons bereitgestellt werden können.

Kalibrierung
BITEC Engineering stellt eine Tabelle zur Verfügung, worin für verschiedene Pasteur-Temperaturen das Dosiergewicht des Wassers aufgelistet ist.
Diese auf einer genauen Waage abgemessene Wassermenge wird in den Dosierzylinder geschüttet. Dann wird die Steuerung angewiesen, den sich dabei ergebenden Füllstand am Schwimmer abzulesen bzw. zu übernehmen.
Der Kalibriervorgang wird für beide Dosiervarianten (5 und 10 Liter) durchgeführt.  Die registrierte Füllstandinformation bleibt bei ausgeschalteter Stromversorgung für mind. 2 Monate gespeichert.
Am Dosierzylinder ist zusätzlich eine Justierspindel angebracht.
Mit einer Umdrehung lässt sich die Füllmenge um +/-19.5 ml korrigieren.

Computer Anbindung
An der seriellen Schnittstelle kann eine Verbindung mit einem Computer hergestellt werden. Die Steuerung wird mit allen nötigen Textinformationen geladen (Kunden).

Kundenstammliste
Auf einer gedruckten Liste befindet sich eine Abfolge aller bekannten Kunden (bzw. Lieferanten) mit Name, Ort und Telefonnummer. Jeder Adresse ist eine Zahl zugeordnet, die vor Beginn des Abfüllauftrages an der Steuerung eingegeben wird.

Arbeitsrapport
Die Steuerung notiert die Anzahl der abgefüllten Beutel, die Gesamtmenge und auch die aufgelaufene Arbeitszeit.
Am Ende des Auftrages wird diese Information am Display angezeigt oder auf eine Etikette ausgedruckt. Später können die gesammelten Daten, auch solche Informationen welche nicht auf die Etikette gedruckt werden (z.B. Temperatur) an den Computer gesendet werden.

Zusatzfunktion "Hebebühne"
Im Geräterahmen ist eine pneumatisch bewegte Plattform integriert. Nach dem Abpacken des Beutels in den Karton klappt der Einfülltrichter selbsttätig nach oben, um den nötigen Freiraum zu schaffen. Der Karton wird auf eine bequeme Arbeitshöhe angehoben, damit der Anwender ohne sich bücken zu müssen arbeiten kann. Sobald ein leerer Karton auf die Plattform gestellt und die Drucktaste betätigt wird, sinkt die Plattform wieder auf die Beladehöhe ab. Beim Abklappen des Trichters werden die Ohren am Karton allseitig ausgerichtet.
Der Trichter ist ideal an den Kragen von 5 und 10 Liter Boxen angepasst. Der Beutel gleitet, angetrieben von seinem Eigengewicht, ohne zu beschädigen in den Karton.

Zusatzfunktion "Kontrolle der Temperatur im Dosierbehälter"
Die Abfülltemperatur ist ein wichtiges Merkmal für eine ordentliche Pasteurisation.  Im Dosierzylinder wird die Temperatur fortwährend gemessen. Der Messwert, welcher unmittelbar vor dem Entleeren des Dosierzylinders registriert wurde, wird dann auf die Etikette gedruckt.
Wenn die Temperatur unter einem bestimmten Grenzwert liegt, dann verweigert die Steuerung das Abfüllen in den Beutel. Der Ausguss schwenkt in einem solchen Falle nach hinten an die Füllposition und wartet auf die Anweisung (Freigabe) für die Entleerung in den Eimer.

Zusatzfunktion "Etikettendrucker"
Die Steuerung verfügt über eine Datenschnittstelle, an der während des Betriebes ein Drucker bedient werden kann. Bei jedem Abfüllen wird eine Etikette mit den relevanten Angaben (z.B. Name des Lieferanten, die Behandlung des Getränkes,  die Abfülltemperatur und das Verbrauchsdatum) ausgedruckt. Nach dem Ausdruck ist die Etikette automatisch von der Trägerfolie abgelöst. Die Etikette kann mit Handschuhen gefasst und sogleich auf den bereitliegenden Beutel geklebt werden.

Zusatzfunktion "Automatischer Beutelverschluss"
Bei grösseren Serien wird das Verschliessen des Beutels als mühsame Arbeit empfunden. Der Prozess ist derart konstruiert, dass der Hahn automatisch vom sterilen Sack entnommen wird und bis zum Schluss festgehalten bleibt. Wenn der Benutzer den Beutel niederdrückt, um die Luft herauszupressen, löst er gleichzeitig mit dem Betätigen der Taste ein Signal aus, damit die Steuerung mit dem Aufsetzen und Einpressen des Hähnchens beginnen kann.
Es ist möglich einen Behälter für desinfizierende Lösung anzubauen.  Gekoppelt    mit dem Ausguss senkt auch das Hähnchen ab, dabei taucht es in die Lösung ein.

Zusatzfunktion "Kontrolle der Temperatur am Wärmetauscher"
Verschiedene Parameter (abnehmende Gefällhöhe oder Ablagerungen im Wärmetauscher) führen zu einem Abdriften der eingestellten Pasteurtemperatur. Der Süssmoster ist während der Arbeit sehr beansprucht, was dazu führt, dass er oft zu spät die aktuelle Temperatur am Wärmetauscher prüft.
Je nach dem kann die Qualität des Erzeugnisses beeinträchtigt werden.
Die Hardware ist standardmässig mit den nötigen Bauteilen ausgestattet, um eine externe Durchflussregelung am Wärmetauscher zu ermöglichen. Dazu wird ein Temperatursensor und ein Stellantrieb für das Durchflussventil oder für eine dreh-zahlgeregelte Pumpe benötigt. Die Anschlussdosen sind am Gerät vorhanden.

Technische Angaben (Abfüllleistung)            Betriebsart 10 Liter

Dosierbehälter auffüllen = 17 - 19 Sekunden

In Beutel abfüllen = 13 Sekunden

Abtropfen üb. Mundstück =  3 Sekunden

Handling (Anlage wartet) =  6 Sekunden (entfällt bei der Verschlusstechnik) Zyklusdauer reguläre  = 40 Sekunden entspr. ca. 900 Liter pro Stunde

Wartungsarbeit
Die Abfüllanlage ist einfach gebaut, alle Bauteile sind gut zugänglich und somit leicht zu pflegen, womit dem Hygieneanspruch voll Rechnung getragen wird.
Der Dosierzylinder kann mit einem Handgriff von der Maschine getrennt werden.  Das Ein- und Auslassventil darf in einen mit Lauge gefüllten Eimer gelegt werden. Die ganze Maschine darf mit Wasser abgespritzt werden. Nur der Etikettendrucker muss vorher entfernt werden.

Betriebsbedingungen
Die Konstruktion berücksichtigt die anspruchsvollen Bedingungen wie Temperatur, klebrige Saftrückstände, Spülwasser und namentlich raue Handhabung.

Bedienung
Die Konfiguration der Steuerung wird am angekoppelten Computer festgelegt.
Vor einem Auftrag, bei einer Unterbrechung oder am Ende müssen an der Steuerung bestimmte Eingaben gemacht werden.
Die Steuerung bietet ausreichend Hilfe an (deutliche Anweisungen auf Frontfolie). Der Benutzer dieser Anlage benötigt für den Betrieb keine zusätzliche Ausbildung. Die Handhabung ist ebenso für Linkshänder geeignet.

Sicherheit (Gefahrenmomente)
Die mechanische Konstruktion ist derart gestaltet, dass ein Verletzungsrisiko sehr gering gehalten werden kann. Die Hubkräfte der Pneumatikzylinder sind minimal und zeitgesteuert. Bei Ausfall der Stromversorgung wird die Saftzufuhr vom Vorratstank unterbrochen. Das Auslassventil schliesst sofort. Alle übrigen Einrichtungen, welche mit Pressluft angetrieben sind, werden kraftlos und frei beweglich.
Die Abfüllanlage hat keine elektrischen Schalter oder Taster ausserhalb des Steuerungskastens. Die Sensoren in der Steuerung werden magnetisch angeregt. Nach dem Einschalten der Stromversorgung müssen bestimmte Anweisungen vom Benutzer manuell ausgeführt werden. Der Dosierzylinder ist immer entleert, bevor Luftdruck auf die Arbeitszylinder geleitet wird.
Mit dem Einsatz der Zusatzeinrichtung "Automatischer Beutelverschluss" wird die Betriebssicherheit zusätzlich erhöht. Ein unbeabsichtigtes Ablassen in einen bereits gefüllten Beutel ist nicht möglich.
Wenn während des Ablassens des heissen Mediums aus dem Dosierzylinder eine beliebige Taste betätigt wird (ohne Hebebühne), dann wird sofort das Ablassventil geschlossen. Die Abfüllanlage wurde von der SUVA begutachtet.

Sicherheit (technische Störung) (Option)
Die Ein- und Auslassventile können mit den pneumatischen Schnellverschlüssen an ein externes, von Hand bedienbares, Ventil gekoppelt werden. Am Steigrohr wird der Füllstand visuell beobachtet und die Dosierung entsprechend manuell geregelt.

Anschaffungskosten
Viele Bauelemente wurden für andere industrielle Zwecke entwickelt und in grossen Mengen hergestellt. Somit kommen Komponenten zum Einsatz, welche die Praxisbedingungen erfolgreich bestanden haben und nun Gewähr für einen störungsfreien Betrieb bieten. Gepaart mit der Erfahrung des Konstrukteurs konnte eine preiswerte Anlage gebaut werden.
Die Konstruktion ist modulartig aufgebaut. Man kann die Maschine in der einfachsten Ausführung erwerben und später je nach Bedürfnis beim Hersteller ausbauen lassen.

Zusammenfassung

·        Hohe Abfüllleistung

·        Schonende Behandlung des Saftes

·        Protokollierung des Auftrages (Etikettendrucker / Computer)

·        Bedienerfreundlich

·        Pflegeleicht

·        Wartungsarm

·        Betriebssicher

·        Modular erweiterbar für mehrere nützliche Zusatzfunktionen

·        Preiswert

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