Eine korrekte Dosierung von Rohstoffen ist der erste Schritt zu einem hochwertigen Endprodukt. Die Rezeptur und Nährwert bestimmen die genau erforderlichen Rohstoffe und Mengen, um eine ideale Zusammenstellung zu erhalten. Daher ist es wichtig, diese genau und auf reine Weise zu kombinieren, um ein qualitativ hochwertiges Produkt zu liefern. Eine korrekte Dosierung erfordert nicht nur eine gute Waage, sondern auch ein geeignetes Dosierinstrument und eine adäquate Steuerung (Controller). Nur wenn diese drei Bedingungen erfüllt sind, kann die Dosierung schnell und mit garantierter Genauigkeit erfolgen.

Wir berechnen mit Dezimalstellen wie genau die Dosierungen sein müssen, um ein Produkt herzustellen. Aber was ist die zulässige Abweichung, die wir diesbezüglich akzeptieren? Dies ist in vielen Fabriken ein wichtiger versteckter Kostenfaktor, da die Gewissheit erforderlich ist, dass die kritischen Komponenten in den richtigen Mengen im Endprodukt anwesend sind. Man korrigiert den möglichen Fehler, indem man zusätzliches Produkt aus den „teuren“ Rohstoffen hinzufügt. Um eine Garantie zu geben, muss die mögliche Abweichung in der Dosierung enthalten sein. Außerdem sind Nutritionisten in vielen Unternehmen ebenfalls vorsichtig und suchen nicht häufig die Grenzen für diese Art von Komponenten. Dies schafft eine Sicherheit bei der Berechnung, eine Sicherheit in der Dosierung und eine Sicherheit im Messfehler dieser Dosierung. Letztendlich ergibt dies ein qualitatives Endprodukt, aber auf jährlicher Basis kostet diese Methode hunderttausende Euro für eine durchschnittliche Fabrik.

Ein kontrollierter Zufluss, eine gute Waage und eine fähige Steuerung (Controller) sind für eine schnelle und genaue Dosierung erforderlich. Die Qualität der Waage wird sowohl von mechanischen als auch von elektronischen Aspekten bestimmt. Vom mechanischen Blickpunkt aus ist es für eine Waage wesentlich, dass die Konstruktion starr ist. Selbst die kleinste Durchbiegung, zum Beispiel in einer Langbehälterwaage, verursacht eine Messabweichung. Auch darf die Wiegekonstruktion im Verhältnis zu den zu wiegenden Produkten oder Rohstoffen nicht zu schwer sein. Es ist klar, dass eine Gewichtszunahme von 100 Gramm auf einer Waage von 5 kg genauer festgestellt werden kann als auf einer Waage von 1000 kg. Dies zeigt auch die Schwachstelle eines ‚Loss-in-Weight‘-Wiegesystems an. Denn bei dieser Wiegestrategie misst man eine relativ (sehr) kleine Abnahme eines großen Gewichts.

Schnell und genau
Eine gute Waage allein garantiert noch keine korrekte Dosierung. Eine Waage bestimmt nur, wie viel dosiert ist. Für eine genaue Dosierung sind Waage, Steuerung (Controller) und Dosierinstrument optimal aufeinander abgestimmt. Der Controller verwendet die Informationen von der Waage, um das Dosierinstrument zu steuern. Das Dosierinstrument kann dabei mit einer festen oder variablen Geschwindigkeit funktionieren. Mit einer variablen Geschwindigkeit kann eine viel schnellere und genauere Dosierung realisiert werden. Der Grenzwert (Nachlauf) wird standardmäßig korrigiert, sodass das Endgewicht meistens innerhalb der Toleranz liegt. Eine variable Dosiergeschwindigkeit wird nur dann voll ausgenutzt, wenn die "Settings" (Umschläge der Dosiergeschwindigkeiten) ständig optimiert werden. Dies ist eine arbeitsintensive Tätigkeit, was in der Praxis oft zu enttäuschenden Ergebnissen führt. Moderne Software ermöglicht es jedoch, diese Optimierung zu automatisieren, wodurch die Qualität der Dosierung erheblich verbessert.

Waagen-Entwurf
Weiterhin stellt sich in der Praxis heraus, dass der Entwurf einer Wiegekonstruktion die erforderliche Aufmerksamkeit verdient. Es kommt zum Beispiel immer noch regelmäßig vor, dass nicht das gesamte Produkt auf der Waage landet, sondern (teilweise) auf einem Trichter zur Waage. Das zu wiegende Produkt muss direkt auf der Waage dosiert werden, und auf derartige Weise, dass kein "Hebeleffekt" auftritt. Ein Hebeleffekt entsteht zum Beispiel, wenn das zu wiegende Produkt auf der äußersten Seite einer Waage landet, wobei die Waage ein Drehmoment auf eine Messdose ausübt. Und natürlich muss eine Waage eine ausreichende Kapazität haben für das zu wiegende Produkt. Das scheint selbstverständlich zu sein, wird aber in der Praxis manchmal vergessen. Der häufigste Fehler ist eine unzureichende Entlüftung. Die durch das zu wiegende Produkt verdrängte Luft muss entweichen können, ohne das Wiegen zu stören. Eine flexible Manschette aus Filtertuch (oft fast gesättigt) reicht für diese Entlüftung nicht aus. Bei einem Zufluss von beispielsweise 50 kg/s Weizen müssen 75 Liter/s = 270 m3/Stunde Luft entfernt werden. Ein weiterer wichtiger Entwurfspunkt ist das Entleeren der Waage, dies muss reibungslos und vollständig geschehen (ohne Rückstände).

Elektronik
Die Qualität einer Waage vom elektronischen Aspekt aus, hängt hauptsächlich von der Qualität der verwendeten Messdosen (Kraftaufnehmer) und Umwandler (Digitizer oder Indikator) ab. Für beide muss ein ausreichend großer Wiegebereich (unter Berücksichtigung einer bestimmten Überlastung) und Gewichtsunterscheidungsfähigkeit gewährleistet sein. Diese Gewichtsunterscheidungsfähigkeit bestimmt die kleinstmögliche Wiegeeinheit. Bei einer Gewichtsunterscheidungsfähigkeit von z.B. 3000 Schritten, verbleiben - unter Berücksichtigung von 20% Überlastung - 2400 Schritte für den tatsächlichen Wiegebereich. Dies entspricht einer Wiegeeinheit von 42 Gramm für eine 100-kg-Waage. In der Praxis wird in diesem Fall beschlossen, die Anzahl der Schritte auf 2000 zu reduzieren, was zu einer besseren praktisch ausführbaren Wiegeeinheit von 50 Gramm führt. Der Einfluss dieses Schritts auf die Genauigkeit einer Waage ist groß, da die Waage 50 Gramm anzeigt bei einem tatsächlichen Gewicht von 26-75 Gramm. Die potenzielle Abweichung auf die Dosierung beträgt daher einen halben Schritt. Diese Abweichung ist unabhängig von der Dosierungsabweichung, die noch in der Dosierung selbst auftreten kann, und bezieht sich rein auf die Auslesung. Eine große Anzahl von Wiegeeinheiten sagt jedoch nicht alles über die Genauigkeit aus und kann daher eine falsche Genauigkeit ergeben. Das von der Messdose kommende Signal muss auch genügend stabil sein, um die Auslesung genau zu machen. Es macht keinen Sinn, beispielsweise auf 30.000 Wiegeeinheiten auszulesen, bei denen der „Stillstand“ der Waage noch um einige Wiegeeinheiten ändert und gemittelt werden muss. Dies ergibt eine falsche Genauigkeit. Es ist die Kombination der mechanischen und elektronischen Eigenschaften der Waage, die die wirkliche Genauigkeit bestimmt.

Signalverzögerung
Signalverzögerung (Latenz), die Zeit, die zwischen dem Signal von der Messdose und der Verarbeitung durch die Steuerung verstreicht, ist ein ernsthaft missverstandenes Problem bei dosierenden Waagen. Die Signalverzögerung entsteht unter anderem durch elektronische Filterung und Berechnung des Mittelwertes, um die Stabilität des Signals zu verbessern. Aber auch die Verzögerung durch das Netzwerk zwischen Waage und Controller darf nicht unterschätzt werden. Eine Prozesssteuerung rechnet aufgrund der Signalverzögerung mit veralteten Daten. Es ist daher besser von "Nachlauf", statt von "Nachfall" zu sprechen. Für die endgültige Bestimmung eines Gewichts muss das Gewicht lange genug konstant bleiben. Die Falle dabei ist eine elektronisch geschaffene Stabilität, die der Realität nicht genug gerecht wird.

Externe Einflüsse
Eine gut entworfene Waage garantiert nicht unbedingt eine korrekte Wiegung. Es gibt auch externe Faktoren, die das Wiegeergebnis nachteilig beeinflussen können. Es versteht sich von selbst, dass die Waage frei von störenden Einflüssen durch Verbindungen mit Stabilisatoren und flexiblen Manschetten sein muss. Es kommt jedoch vor, dass dies in Ordnung ist und dann eine Treppe gegen die Waage gestellt wird oder gekleckertes Produkt die Waage behindert. Andere externe Einflüsse sollten ebenfalls so weit wie möglich vorgebeugt werden. Denken Sie dabei an Vibrationen, Durchbiegen von Böden oder Stützen, Pressluftleckagen und Wind, aber auch Über- oder Unterdruck infolge Absaugung, pneumatischem Transport oder Produktumstellungen in verbundenen Silos.

Dosierinstrument
Das Dosierinstrument ist das Gerät, mit dem das Produkt auf die Waage gebracht wird. Zum Beispiel ein (Rost-) Schieber, ein Schneckenförderer oder eine vibrierende Rinne. Entgegen der landläufigen Meinung hängt die höchstmögliche Dosiergenauigkeit meistens nicht von der Waage ab. In der Praxis erweist sich das Dosierinstrument häufig als das schwächste Glied und damit als beschränkender Faktor. Die Genauigkeit hängt nämlich vom kleinsten steuerbaren Produktfluss (Flow) ab. Wenn das dosierende Instrument immer eine Menge von 100 Gramm in die Waage fallen lässt, ist die zu garantierende Dosiergenauigkeit niemals besser als 50 Gramm. Wenn noch 50 Gramm zu dosieren sind, wird die Abweichung nicht kleiner durch eine zusätzliche Menge. Eine kleinere Abweichung ist nur ein Zufall und keine Garantie. Je kleiner der kleinste steuerbare Durchfluss ist, desto genauer ist die Dosierung. Für die Kombination von schneller und genauer dosieren, ist es erforderlich, dass das Dosierinstrument über einen sehr großen Bereich an Dosiergeschwindigkeit (Flow) verfügt. Das ideale Dosierinstrument muss nicht nur in der Lage sein, sehr viel (schnell), sondern auch sehr wenig (genau) kontrolliert zu dosieren. In dieser Hinsicht hat der Dosierschieber aufgrund seines großen Bereichs und Flexibilität, enorme Vorteile gegenüber der Dosierschnecke. Ein möglicher Vorteil sich für Schnecken zu entscheiden, ist die Möglichkeit des horizontalen Transports, da Dosierschieber die Schwerkraft benutzen und Schrauben das Produkt ebenfalls fortbewegen. Das sich fortbewegende Produkt hat aber einige andere nachteilige Eigenschaften wie Produktschäden, höheren Energieverbrauch und Verdichtung des Produkts. In manchen Situationen ist es jedoch nicht möglich, nur mit der Schwerkraft zu arbeiten, und dann kann eine Schnecke die Lösung bieten. In Situationen, in denen eine Waage zu breit wird und die mechanische Stabilität beeinflussen würde, könnte zum Beispiel mit 2 Reihen von Dosierschiebern und 1 Reihe von Schnecken gearbeitet werden. Kombinationen von Dosierinstrumenten sind also ebenfalls möglich.

Der letzte wichtige Punkt ist die produktzufuhr zum Dosierinstrument. Ein Dosierinstrument das selbst keinen vollständigen und ständigen Produktzufuhr hat, bietet die Waage keinen idealen Produktfluss. Es wird daher empfohlen, ein Dosierinstrument zu wählen das selbst den Produktfluss aus einem oberen Silo oder Behälter beeinflusst. Auch hier gibt es ein Vorteil des Dosierschiebers gegenüber der Dosierschnecke, nämlich dass durch die Bewegung des Dosierschiebers das Produkt aktiviert wird. Abhängig vom Produkttyp kann es auch erforderlich sein, zusätzliche Maßnahmen wie Aktivierungsbälge, Rührwerke, Luftpulse oder Rüttler / Klopfer anzuwenden.

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