Die Auswahl eines Prozesstanks allein anhand der Nennliterzahl ist einer der einfachsten Wege, einen Engpass in einer Molkerei-, Saft- oder Getränkelinie zu erzeugen. Ein „1.000-L-Tank“ liefert nicht automatisch bei jedem Zyklus 1.000 L verkaufsfähiges Produkt, und eine kontinuierliche Linie mit einer Leistungsangabe in Litern pro Stunde lässt sich nicht ohne Berücksichtigung der Zeit einem Chargentank zuordnen.
Bei Weishu fertigen und konfigurieren wir edelstahl-Mischbehälter als Teil individueller Gerätebestellungen und kompletter Verarbeitungslinien. Bevor wir das Tankvolumen, die Geometrie, die Rührtechnik, die Heiz- oder Kühltechnik sowie die Steuerung auswählen, passen wir das Gefäß an das Produkt und den Produktionsplan des Kunden an.
Die entscheidende Frage lautet:
Wie viel nutzbares Produkt muss der Tank herstellen oder lagern, und wie schnell muss dieser Vorgang wiederholt werden, um den restlichen Linienbetrieb aufrechtzuerhalten?
Die Antwort ergibt sich aus dem Nutzvolumen, dem Chargenzyklus, dem Durchsatz der nachgeschalteten Anlage, der Reinigung, dem Verhalten des Rezeptes sowie dem täglichen Produktionsplan.
Das Nenn- oder Gesamtvolumen beschreibt die gesamte innere Kapazität des Behälters. Das Arbeitsvolumen ist die Menge, die während der normalen Produktion genutzt werden kann, wobei der erforderliche Freiraum (Headspace), die Durchmischabdeckung, die Wärmeübertragungsleistung sowie die vom Prozess vorgegebenen Betriebsgrenzen eingehalten werden.
Das nutzbare Volumen kann geringer sein aufgrund von:
Die erforderliche Füllmenge ist produktspezifisch und designabhängig. Eine schaumarme Flüssigkeit und eine pulverreiche Milchmischung dürfen nicht ohne vorherige Überprüfung denselben automatischen Füllgrad zugewiesen werden.
In unserem Tankvorschlag unterscheiden wir das gesamte Behältervolumen vom empfohlenen Arbeitsvolumenbereich, damit der Kunde erkennen kann, wie viel Produkt der Tank während des normalen Betriebs verarbeiten soll.
Bevor Sie einen Tank berechnen, definieren Sie:
Dies zeigt auf, wie viele Chargen tatsächlich möglich sind. Eine Anlage mit einer Betriebszeit von acht Stunden verfügt nicht über acht volle Produktionsstunden, wenn Anfahrphase, CIP, Geschmackswechsel und Abschaltphase einen Teil des Tages beanspruchen.
Für eine erste Planungsprüfung:
Erforderliches Chargen-Arbeitsvolumen = Downstream-Durchsatz × Zeit, die die Charge bereitstellen muss
Wenn ein Downstream-Prozess 2.000 Liter pro Stunde verbraucht und eine vorbereitete Charge 30 Minuten lang versorgen muss, beträgt die erforderliche Start-Arbeitsvolumen-Anforderung:
2.000 L/h × 0,5 h = 1.000 L
Dies ist noch nicht die Behältergröße. Bei der Berechnung müssen zudem Betriebsluftspalt, Restprodukt, Überlappung bei der Vorbereitung, Transfermethode und minimaler Arbeitsstand berücksichtigt werden.
Das Beispiel geht zudem davon aus, dass die nächste Charge vor Abschluss der ersten Charge bereitgestellt werden kann. Falls Vorbereitung, Erhitzen und Prüfung länger als 30 Minuten dauern, kann ein Tank keine kontinuierliche Versorgung sicherstellen. Mögliche Lösungen sind: Vergrößerung der Chargengröße, Hinzufügen eines weiteren Vorbereitungstanks, Anpassung des Zeitplans oder Reduzierung des kontinuierlichen Durchsatzes.
Ein Chargenzyklus kann umfassen:
Addieren Sie diese Dauerwerte statt allein die Mischzeit zu verwenden.
Beispielsweise kann ein Rezept in 20 Minuten mischen, aber 15 Minuten zum Befüllen, 25 Minuten zum Erhitzen, 15 Minuten zum Testen und Anpassen, 20 Minuten zum Überführen und 40 Minuten zum Reinigen benötigen. Die Belegungszeit des Tanks ist deutlich länger als die im Prospekt angegebene „Mischzeit“.
Wenn die Produktion auf schnelle Chargendurchläufe angewiesen ist, können Heiz- und Kühlleistung genauso wichtig sein wie das Tankvolumen. Ein größerer Tank mit unzureichender Wärmeübertragungsfläche kann den Zyklus verlängern und die tägliche Ausbringung verringern.
Mischen und Formulierung erfolgen oft chargenweise, während Pasteurisierung, UHT-Behandlung, Homogenisierung oder Abfüllung kontinuierlich laufen können. Die Schnittstelle erfordert eine durchdachte Pufferstrategie.
Drei gängige Anordnungen sind:
Ein Tank versorgt die Anlage, während der zweite den nächsten Charge vorbereitet. Dies ermöglicht einen kontinuierlichen Betrieb, sofern der Vorbereitungszyklus innerhalb der Versorgungszeit liegt und der Wechsel gezielt gesteuert wird.
Ein Vorbereitungstank stellt jede Charge her und leitet sie in einen Ausgleichs- oder Puffertank weiter. Der Puffer gleicht den Durchfluss aus, erhöht jedoch die Verweilzeit sowie den Aufwand für Reinigung, Regelung und Produktumleitung.
Ein größerer Tank bereitet genügend Produkt für einen längeren Produktionslauf vor. Dadurch verringern sich die Tankwechsel, doch steigen möglicherweise das Chargenrisiko, der Platzbedarf, die Zeit für Erhitzen/Kühlen sowie die Menge an Produkt, die bei einer Abweichung betroffen ist.
Die beste Anordnung hängt von der Anzahl der Rezepturen, der erforderlichen Flexibilität, der Empfindlichkeit des Produkts und den Kosten einer Stillstandszeit ab.
Viele Projekte dimensionieren die Aufstrom-Ausrüstung anhand eines nominalen Prozessflusses, vernachlässigen jedoch eine nachhaltige Abfüllleistung. Veränderungen im Verpackungsformat, der Verschlussversorgung, der Codierung, der Ausschleusung, der Folien- oder Kartonverladung sowie der Downstream-Verpackung können die tatsächliche Leistung reduzieren.
Wenn ein thermisches System 3.000 L/h verarbeitet, die Abfüllmaschine jedoch bei der gewählten Packungsgröße nur nachhaltig 2.200 L/h bewältigt, benötigt die Anlage einen Puffer, einen anderen Produktionsplan oder eine bessere Kapazitätsabstimmung. Einfach einen größeren Mischbehälter hinzuzufügen, löst den Engpass nicht.
Bei der Abstimmung der Anlage verwenden wir für den Prozessabschnitt und die Abfüllmaschine dasselbe Produkt, dieselbe Packungsgröße und dieselben Betriebsannahmen.
Die Kapazität ist nur eine Auswahlvariable. Unser Ingenieurteam prüft zudem:
Diese Eigenschaften beeinflussen den Rührertyp, die Leitbleche, den Motor und das Getriebe, die Einlassanordnung, die Mantelheizung, die Isolierung, den Auslass, die Messgeräte, die Oberflächenbeschaffenheit, die Dichtungen sowie die Reinigungsfähigkeit.
Ein Behälter mit korrekter Füllmenge in Litern kann dennoch schlecht funktionieren, wenn der Mischer Pulver nicht benetzt, Partikel nicht suspendiert, die Textur nicht schont oder den minimalen Füllstand nicht erreicht.
Das Betätigungsfenster weist zwei Grenzen auf.
Am oberen Ende ist ausreichend freies Volumen für Schaumbildung, Rührbewegung, Zugabe von Zutaten und thermische Ausdehnung erforderlich. Am unteren Ende müssen Rührer, Sensoren und Austrag weiterhin wie vorgesehen funktionieren.
Dies ist bei flexiblen Anlagen von Bedeutung. Ein Behälter, der für eine große Charge ausgelegt ist, kann möglicherweise eine kleine Charge nicht effektiv durchmischen. Wenn ein Kunde mehrere Chargengrößen erwartet, prüfen wir das minimale und maximale Arbeitsvolumen und wählen die Rühranordnung entsprechend des erforderlichen Betätigungsbereichs aus.
Manchmal bietet die Kombination aus zwei Behältergrößen mehr Flexibilität als ein einziger übergroßer Behälter.
CIP beansprucht den Behälter und die angeschlossene Leitung. Außerdem sind Wasser, Chemikalien, Heizleistung, Rücklaufstrom und Abflusskapazität erforderlich.
Einschließen:
Wenn alle Tanks gleichzeitig gereinigt werden müssen, die CIP-Station jedoch nur einen Kreislauf bedienen kann, kann die Reinigungsreihenfolge die Produktion einschränken. Die Tankanzahl sollte daher sowohl an der CIP-Kapazität als auch an der Produktkapazität überprüft werden.
Überprüfen:
Ein Tank, der in den Grundriss passt, kann dennoch unmöglich zu installieren oder zu warten sein. Wir prüfen die Gebäudedokumentation des Kunden, die Zufahrtswege, die Deckenhöhe sowie die Wartungsfreiräume, bevor wir die Behälterabmessungen und den Lieferplan festlegen.
Bevor Sie ein Angebot anfordern, bereiten Sie folgende Angaben vor:
Diese Informationen ermöglichen es uns, zu erläutern, warum das vorgeschlagene Tankvolumen, die Geometrie, der Rührer und die Versorgungsleistung zum Prozess passen. Kunden, die den Tank mit anderer Ausrüstung vergleichen müssen, können zudem unsere vollständige produktbereich .
Nicht unbedingt. Ein Behälter mit einem Gesamtvolumen von 1.000 L bietet möglicherweise nicht ausreichend Betriebsluftspalt für eine 1.000-L-Partie. Bitte bestätigen Sie das Gesamtvolumen, den Arbeitsbereich, Schaumbildung, Volumenausdehnung und Mischanforderungen.
Dies hängt vom kontinuierlichen Durchsatz, der Zeit für die Batch-Zubereitung, dem Transfer, der Reinigung, Produktwechseln sowie der erforderlichen Anlagenverfügbarkeit ab. Erstellen Sie vor der Auswahl eines einzelnen Tanks, eines Wechsels zwischen mehreren Tanks oder einer Pufferanordnung einen zeitbasierten Ablaufplan.
Ein Wachstum zu erlauben, kann nützlich sein, aber ein übergroßer Tank kann bei kleinen Chargen schlecht funktionieren und mehr Platz, Versorgungsmittel und Reinigung erfordern. Bestätigen Sie das Mindestarbeitsvolumen und erwägen Sie eine modulare Erweiterung.
Die Viskosität, Dichte, Feststoffe, Partikel, Schaumverhalten, Scherempfindlichkeit, Mischziel, Chargengrößenbereich, Temperatur und erforderliche Mischzeit des Produkts sind anzugeben.
- Nein, nicht wirklich. Die tägliche Ausgabe hängt von dem verwendbaren Chargenvolumen multipliziert mit den erreichbaren Zyklen ab, die durch Vorbereitung, Erwärmung, Übertragung, Reinigung, nachgelagerte Verarbeitung, Füllung und Umschaltung begrenzt sind.
Kontaktieren Sie unser Ingenieursteam mit Ihrem Produkt, der Mindest- und Höchstgröße der Charge, der stündlichen Leitungsdurchfluss, der gesamten Zykluszeit, der Methode der Rezepturzuführung, dem Heiz- oder Kühlbedarf, dem Reinigungsplan und den Raummaßen. Wir werden diese Eingaben verwenden, um ein vorläufiges Schiff und eine Auflösungskonfiguration für die technische Bestätigung vorzubereiten.
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