www.technologieenindustrie.com
07
'13
Written on Modified on
NORD Drivesystems
Recordproductie tandpasta vereist enorme Industrie aandrijvingen
EKATO, producent van op maat gemaakte industriële roermachines, heeft de afmetingen van zijn grootste model uit de UNIMIX-serie verdubbeld. Hiermee is de grootste discontinue tandpastaproductielijn ter wereld een feit. Twee mixers, die elk 10000 liter bevatten, produceren afhankelijk van de productconcentratie tussen de 6000 en 11000 kg tandpasta per uur. De output werd zo verdrievoudigd. Aandrijfspecialist NORD DRIVESYSTEMS stond mee in voor de ontwikkeling van het nieuwe recordbrekende systeem.
Afbeelding 1: De nieuwe UNIMIX systemen worden aangedreven door Industrie aandrijvingen van NORD: Met een volume van 10000 liter elk , vormen ze 's werelds grootste tandpastaproductielijn ter wereld.
Veel producenten met een wereldwijd bereik wensen hun productiefaciliteiten te concentreren op slechts enkele locaties. De sector van de persoonlijke verzorgings- en hygiëneproducten volgt deze trend ook. Ook is er een toenemende vraag naar grotere batchverpakkingen voor producten zoals tandpasta. Daar komt ook nog eens een grotere productdiversiteit bij die elke site moet kunnen produceren. Moderne productiebedrijven moeten dus zowel grote volumes kunnen produceren als een maximale diversiteit garanderen. Met deze belangrijke vereisten in het achterhoofd ontwikkelde EKATO SYSTEMS uit Schopfheim aan het Zwarte Woud een nieuwe productiesysteem voor de discontinue productie van tandpasta.
State-of-the-art op vandaag
De maximale capaciteit van tandpastafabrieken ligt traditioneel tussen de 4000 en 5000 liter, met outputs van 2000 tot 3000 liter per uur. Een continue batchproductie is mogelijk. Dat heeft als voordeel dat een grote output mogelijk is, maar het nadeel is dat de mogelijkheden beperkt zijn als het op diversiteit van de producten aankomt. De oorzaak daarvan zijn divers: sommige ingrediënten hebben een eigen verdeel- en mengtechnologie nodig, gewijzigde recepturen vereisen veranderingen en verbeteringen. Daar komt bovenop dat tandpasta niet makkelijk kan herwerkt worden als de homogeniteit van het product niet correct is. De grootste uitdaging bij continue productie is het verzekeren van een gelijke dispersie van ingrediënten als sodiumfloride, zelfs al is het dispensersysteem net aangepast.
Aan de andere kant kan de productiesnelheid van bestaande discontinue productielijnen niet significant verbeterd worden zonder belangrijke wijzigingen in de productiefaciliteit. Om te voldoen aan de vereisten van een tandpastaproducent moest EKATO een grotere productielijn ontwerpen.
Ontwerp van de productiemixer
Tandpastaproductiesystemen bestaan grosso modo uit een verplaatsbaar bekken, een menger, een homogeniseerinstallatie en diverse dispensersystemen die de ingrediënten in het bekken brengen.
Vloeibare bestanddelen worden afgemeten en vervolgens via vacuüminsertie of op gravinmetrische wijze ingebracht. Om de viscositeit te verbeteren kan men poeders en verdikkingsmiddelen toevoegen via de geïntegreerde homogeniseerinstallatie of via een klepje onderaan het bekken.
Afbeelding 2 en 3: EKATO bouwt het perfecte roerwerk voor elk product.
Complexe berekeningen voor de schaalvergroting
Voor deze grotere mixtoepassing moest EKATO onder andere de dosering en afvultijd van de ingrediënten, samenstelling, homogeniseertijden, vacuümwaardes en de nodige roer- en menggegevens determineren.
Het roerwerk en de homogeniseringinstallatie werden geconfigureerd volgens de mengprestatie vergelijking van de mixtechnologie. Dankzij de uitgebreide ervaring kan EKATO de vermogenscoëfficiënt »Ne» (of Newton nummer) bepalen voor elk product, alsook haar specifieke viscositeitcurve. De vergelijking bevat verder gegevens over de productconcentratie, de snelheid en de diameter. Deze waarden zijn des te meer belangrijk door hun exponentiële factor van 2,3 of zelfs 5 in de formule. Dat alles vereist een correcte configuratie van het roerwerk en van de homogeniseerinstallatie.
Aandrijfspecialist NORD moest de motoren en reductoren zo dimensioneren dat ze pasten binnen de berekening van de prestatie curve van EKATO en tegelijk ook zo efficiënt en duurzaam mogelijk waren.
De aandrijving van het roerwerk wordt bovendien geïnstalleerd bovenop de productmixer, waardoor deze zo compact mogelijk moest worden uitgevoerd zonder dat aan de hoge prestatie curve geraakt mocht worden.
.
Aandrijving roerwerk zo groot als een personenwagen
Dit soort toepassingen vraagt omwille van het belang van een homogene productkwaliteit om snelheid en bedrijfszekerheid. De radiale en axiale belasting van het roerwerk zijn zeer hoog door de hoge viscositeit van het product en dat moest meegenomen worden in de configuratie van de aandrijving. NORD DRIVESYSTEMS configureerde en leverde twee 250 kW reductiemotoren met een nominale output van 242,000 Nm. NORD is de enige producent wereldwijd die dergelijke extreem grote industriële aandrijvingen met dergelijke vermogens kan leveren in één enkele UNICASE behuizing. Meer nog, het type SK 15407 3-traps kegelwielmotorreductor heeft dan wel een grote omvang, maar is toch relatief compact omdat de UNICASE behuizing toelaat om grotere rollagers in onder te brengen die grotere krachten toelaten.
Afbeelding 4: De Industrie aandrijvingen van NORD DRIVESYSTEMS voldoen aan de vereisten van deze recordbrekende productie-eenheid. Geen enkele producent kan een industriële aandrijving van deze grootte leveren in één en dezelfde behuizing.
Afbeelding 6 en 7: De auteurs zijn Alexander Lukas (links), Hoofd Research & Development bij EKATO
SYSTEMS, en Peter Dittmers (rechts), Managing Director Duitsland bij NORD DRIVESYSTEMS.
