DE2850910A1 - Verfahren und anlage fuer die regelung einer pillenpresse - Google Patents

Verfahren und anlage fuer die regelung einer pillenpresse

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Description

PATtNTAWWAl VF.
A. GRÜNECKER
H. KlNKELDEY
DR-INQ
W. STOCKMAIR DR-ING-iWE (OUIEO*
K. SCHUMANN
cn PBi rwt-OFL-MnS P. H. JAKOB
G. BEZOLD
CR KBt
8 MÜNCHEN 22
MAXIMIUANSTRASSE «3
24-. Nov. -1978 P 13 359
NORVIDAN ENGINEERING- ApS
Kaerbygade, Vester Kaerby
DK-5320 Agedrup
VERFAHREN UND AiILAGE PUR DIE REGELUNG EINER PILLSNPRESSE.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Temperatur eines Rohstoffes als z.B. eines, vermahlten Puttermitrtels, das einer Pillenpresse zugeleitet wird, durch Regelung des Verhältnisses zwischen der dem Rohstoff zugeleiteten Dampfmenge und der der Pillenpresse zugeleiteten Rohstoffmenge samt einer Anlage fürs Ausüben dieses Verfahrens.
Bei der Herstellung von Futterpillen in einer Pillenpresse vom Ringmatrizentyp ist es von grösster Bedeutung für die
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Rentabilität der Anlage, dass die Betriebsbedingungen so ideell wie möglich sind, da der Wirkungsgrad sonst gering wird. Der Energieverbrauch bei Pillenpressen ist sehr gross, und eine kleine Verringerung des Wirkungsgrades wird deshalb von grösster Bedeutung. Ausserdem ist es wichtig, dass die Kapazität der Presse bestmöglich ausgenutzt wird.
Bevor der Rohstoff wie z.B. vermähltes Futtermittel, der Presse zugeleitet wird, wird er mit Dampf in einer sogenannten Konditionierungsanlage gemischt, teils darum,, dass der Dampf während des Zusammenpressers in der Presse schmieren kann, und teils um zu sichern, dass die Pille die notwendige und genügende Zusammenbindungskraft hat. Diese Beimischung von Dampf muss genau der Art und Menge von Rohstoff angepasst sein um zu sichern, dass das Pillenpressen bei einem möglichst geringen Kraftverbrauch für eine gegebene Produktion stattfindet. Wenn, nämlich, zu viel Dampf im Verhältnis zu einer gegebenen Rohstoffmenge zugeleitet wird, klebt das Futtermittel in der Presse, und dies Ankleben wird blokierend wirken und dadurch eine steigende Belastung des Pressenmotors bewirken, was einen.reduzierten Wirkungsgrad verursacht. Falls keine Reduktion der Beimischung von Dampf oder keine Vermehrung der Rohstoffmenge innerhalb der Kapazität der Presse geschieht, wird das Ankleben sich steigern bis die Presse abgestellt werden muss, am spätestens wenn der maximale Motorstrom überschritten ist.
Eines der bisher bekannten Steruerungs- und" Regelungssysteme ist auf einer manuellen Justierung der zugeleiteten Dampfmenge und auf einer Justierung der Rohstoffmenge basiert, so dass der Pressemotor bei dem gewünschten Wert konstant belastet wird. Es hat sich aber in der Praxis gezeigt, dass dies eine unzweckmässige Weise ist, worauf eine Anlage dieser Art gesteuert wird. Es ist nicht möglich eine konstante Optimierung dadurch zu sichern, dass die Zuleitungsmenge von Rohstoff geändert wird, da es eine grosse Ungenauigkeit undTrägheit in der Regulierung ist wegen der langen Wanderung des Materials
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durch z.B. die Konditionierungsanlage, sowie wegen der Veranlagerung des Materials sich anzusammeln. Dies erschwert eine genaue Einstellung der zugeleiteten Rohstoffmenge.
Von der Beschreibung zum französischen Patent Nr. 1.3ol.4o5 ist weiter ein Verfahren zur Regelung der Zuleitung von Rohstoff sowie der,Zuleitung von Dampf gekannt. Die Temperatur des konditionierten Rohstoffes wird im ersten Regelungskreis durch die Regelung der Dampfzuleitung dadurch reguliert, dass ein besonderer Temperaturanzeiger benutzt wird. Pur eine gegebene Temperatur gibt es einen optimalen Wert für die zugeleitete Menge von konditioniertem Rohstoff, der einem minimalen Motorstrom im Pressemotor entspricht. Im anderen Regelungskreis wird danach eine weitere Regelung der Menge von zugeleitetem konditioniertem Rohstoff auf Grundlage einer Messung des Motorstroms vorgenommen. Dies bekannte Verfahren ist nicht besonders zweckmässig, indem es erstens zwei Regelungskreise fordert. Zweitens ist die Regelung auf der Temperatur des konditionierten Rohstoffes basiert, welche Temperatur mittels eines Temperaturanzeigers 'gemessen ist. Dies gibt eine grosse ühgenauigkeit, da die Natur und der Zustand des Rohstoffes varieren und dadurch auch die optimale Temperatur, während der Motorstrom dadurch möglichst gering wird, dass die Menge des zugeleiteten konditionierten Rohstoffes reguliert wird.
Es ist der Zweck der Erfindung, bekannte Regelungseinrichtungen für Pillenpressen zu verbessern, und dies gelingt durch die Anwendung eines Verfahrens, infolge dessen eine Dampfmenge nach dem Anfang im Verhältnis zu der Rohstoffmenge zugeleitet wird, so dass das Verhältnis in allem wesentlichen konstant bleibt, wonach die Dampfmenge im Verhältnis zu der Rohstoffmenge erhöht wird, bis die Motorbelastung der Presse zu steigen anfängt, wonach die Dampfmenge vermindert wird, bis die Motorbelastung bis zu dem Minimum fällt, und dies neue Verhältnis wird dann während des weiteren Betriebes festgehalten, bis eine Änderung der Eigenschaften des zugeleiteten Rohstoffes
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durch, eine erhöhte Motorbelastung registriert wird, wonach eine Justierung des Verhältnisses wahrend des Betriebes durch. Änderung der zugeleiteten Dampfmenge vorgenommen wird. Hierdurch wird erstens erreicht, dass die Regulierung allein mittels eines einzigen Regelüngskrexs stattfindet, und danach dass der Motorstrom möglichst gering wird allein dadurch, dass der Zusatz von Dampf beeinflusst wird. Hierdurch wird eine ungeheur präzise Steuerung erreicht, da der Dampfzusatz innerhalb sehr kleiner Zwischenräume auf Basis der leicht registrierbaren Motorbelastung reguliert werden kann, sowie es auch verhältnismässig leicht ist, ein konstanter Rohstoff zusatz mittels bekannter Mittel zu etablieren. Dieses Verfahren ist deshalb für eine automatische Regelung geeignet, indem die Motorbelastung und die Dampfmenge derart koordiniert werden können, dass die Kapazität der Presse bestmöglich ausgenutzt wird. Der Wirkungsgrad der Presse wird deshalb bedeutend verbessert werden können, indem der Dampfzusatz optimiert werden kann, damit der Stromverbrauch des Pressemotors pro jede produzierte Einheit minimal wird, so dass es immer bei dem. optimalen Punkt der Presse und mit Sicherheit gegen Ankleben produziert wird.
Dieser optimale Wirkungsgrad wird beim Pressen von Rohstoff allerart, auch Rohstoffmischungen, die inhomogen sind, erreicht, Das Verfahren ist also von der Zusammensetzung des Rohstoffes unabhängig. Weiter wird die Staubbildung bedeutend reduziert, da das Pillenpressen bei der rechten Temperatur und dem rechten Feuchtigkeitsgrad stattfindet, welches die bestmögliche · Zusammenbindung zwischen den einzelnen Bestandteilen der Pille sichert. Schliesslich wird soviel wie möglich der Mikroflora des Futtermittels getötet - wodurch der Futterwert verbessert wird, da das Pillenpressen bei der für den einzelnen Rohstofftyp höchstanwendbaren Temperatur geschieht. Hierdurch wird die schädliche Zusammensetzung der Mikroorganismen im Futter soviel wie möglich reduziert.
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Ausserdem ist die im Anspruch 2 erwähnte Anlage für Gebrauch, im Verfahren geeignet, indem die einzelnen Komponenten dafür geeignet sind, fernreguliert und überwacht von z.B. einem zentralen Uberwachungsraum zu werden.
Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnung npher beschrieben; hier zeigt
Fig. 1 in schematischer Form eine Ausführungsform
für eine Anlage und
3fig. 2 in Diagrammform ein Beispiel auf den Einfluss
der Dampfmenge auf den Stromverbrauch des
Pressemotors.
Wie es aus Fig. 1 hervorgeht, kann eine Anlage dieser Art aus einem Silo Io bestehen, worin der Rohstoff aufbewahrt wird. Dieser Rohstoff kann vermähltes Futtermittel sein. Der Silo ist unten mit einer fernbedienten Siloverschliesseinrichtung 11 versehen. Unter der Verschliesseinrichtung ist ein Fördergerät 2 aufgestellt, das in diesem Falle eine allgemein bekannte Förderschnecke ist, die von einem Motor über ein stufenloses variables Gang 6, ein sogenanntes Cartergang, getrieben wird. Die Übersetzung und damit die Drehgeschwindigkeit der Schnecke wird mittels eines Gangmotors variiert. Durch Änderung der Übersetzung 6 und damit der Drehgeschwindigkeit der Schnecke kann die beförderte Rohstoffmenge vom Silo reguliert werden. Im folgenden ist die beförderte Rohstoffmenge mit (n) bezeichnet, indem die Drehungszahl der Schnecke,, welche Zahl an einen Umdrehungszähler registriert verden kann, mit der beförderten Menge proportional ist.
Von dem Fcjrdergerät 2 wird der Rohstoff an einen Kaskadenmischer 5 befördert, wo er mittels eines rotierenden Mischers aufgepeitscht wird, der von einem Motor 13 getrieben wird. An diesen Mischer sind einige Dampfzuleitungen 7, 8 angeschlossen, im gezeigten Beispiel vier in der Reihe. Wenn Dampf
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mit dem Rohstoff im Mischer beigemischt wird, findet eine Konditionierung statt, indem die Dampfbeimischung den Rohstoff befeuchtet und erwärmt, so dass das spätere Zusammenpressen des Rohstoffes zu Pillen in der Presse einfacher vor sich geht, indem die Feuchtigkeit schmierend wirkt, und das fertige Erzeugnis erreicht eine passende Konsistenz, hierunter Zusammenbindungskraft und Härte.
Die Dampfzuleitung wird mittels Ventile reguliert, während mindestens ein Ventil der Presse zunächst ein fernbedientes Magnetventil 9 ist. Weiter gibt es ein Hauptabsperrventil Die zugeleitete Dampfmenge wird im folgenden (DV) bezeichnet.
Von der Kondxtxonierungsanlage 3 wird der befeuchtete Rohstoff durch einen Kanal 15 an die Presse 1 geleitet. Diese Presse kann mit einer alL gemein bekannten Ringmatrize versehen sein. In der Matrize rotieren einige Pressräder, die von einem Motor 16 durch ein Gang 17 gedreht werden. Die Pressräder werden mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht. Der Pressemotor wird während des Betriebes einer Belastung ausgesetzt, d.h. dass er einen Stromverbrauch hat, der im folgenden (I Motor) bezeichnet werden wird.
An Fig. 2 ist in einem Koordinatensystem der Zusammenhang zwischen dem Stromverbrauch (I Motor) (Amp) des Pressemotors und der beigemischten Dampfmenge gezeigt, bei der Temperatur (T Rohstoff) (0G) des Rohstoffes im Kanal 15 am Presseintritt gemessen.
Das Verfahren wird jetzt beschrieben werden. Nach dem Anwurf der Anlage wird so viel Dampf (DV) an eine gegebene Menge Rohstoff (n) zugeleitet, dass eine passende hohe Temperatur über der Minimumstemperatur entsteht, welche Minimumstemperatur z.B. 5O0C sein kann. Eine solche Temperatur kann etwa 600C sein. Danach wird eine weitere Menge Rohstoff durch eine erhöhte Umdrehungszahl des Fördergeräts zugeleitet. Mittels eines Reglers wird die Dampfmenge (DV) gleichzeitig erhöht,
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so dass das Verhältnis (DV/n) einigermassen konstant festgehalten wird.
Nach dieser groben Regelung wird eine Optimierungsregelung durchgeführt, indem die Dampfzuleitung (DV) jetzt erhöht wird, wodurch die Temperatur normalerweise steigen wird, während der Motorstrom (I Motor) gleichzeitig fällt. Die Temperatursteigung wird ein Ankleben des Rohstoffes in der Presse verursachen, wenn die Rohstofftemperatur (T Rohstoff) im Beispiel über 900C erreicht, wass einen schnell steigenden Stromverbrauch mit sich führen wird. Diese Erhöhung des Stromverbrauchs wird von einem Alarmrelais registriert, das den Stromverbrauch (I Motor) des Motors und die Temperatur des Rohstoffes (T Rohstoff) (dl/dT) misst, wonach die Optimierungsregelung blokiert wird, und eine Reduktion der Dampfzuleitung vorgenommen wird. Die Ventilstellung, die den Anfang des Anklebens verursachte, wird registriert, und wenn ein normaler Betriebszustand bei einer Temperatur unter 90 C wieder etabliert ist, kann die Optimierungsregelung wieder aufgenommen werden, indem das Verhältnis (DV/n) jetzt zu einem ein wenig niedrigeren Verhältnis eingestellt ist, d.h. dass die Dampfmenge reduziert worden ist, wenn man es mit dem Verhältnis vergleicht, das die Verkleisterungstendenz hervorrief.
Das System ist also dafür eingerichtet um einen Betriebspunkt zu pendeln, der im gezeigten Beispiel um etwa 800C- ist. Der Grund dafür ist, dass die Dampfzuleitung, die das System dazu bringt, um einen Optimumspunkt von 9O0C zu pendeln, unverhältnismässig teuer ist im Vergleich mit der Strommenge, die erspart wird. Das wirtschaftliche Optimum ist deshalb bei einer Temperatur von etwa 80 C im gezeigten Beispiel. Hierdurch gibt es auch eine gewisse Sicherheit dagegen, dass eine Überschreitung des Verkleisterungspunkts geschieht.
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Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE 1. j Verfahren zur Regelung de?? Temperatur eines Rohstoffes
    als z.B. eines vermahlten Futtermittels, das einer Pillenpresse zugeleitet wird, durch Regelung des Verhältnisses zwischen der dem Rohstoff zugeleiteten Dampfmenge und der der Pillenpresse zugeleitäsn Rohstoffmenge, dadurch gekennzeichnet , dass eine Dampfmenge (DV) nach dem Anfang im Verhältnis zu der Rohstoffmenge (n) zugeleitet wird, so dass das Verhältnis (DV/n) in allem wesentlichen konstant "bleibt, wonach die Dampf menge (DV) im Verhältnis zu der Rohstoff menge (n) erhöht wird, "bis die Motorbelastung (I Motor) der Presse (l) zu steigen anfängt, wonach die Dampfmenge (DV) vermindert wird, bis die Motorbelastung (I Motor) bis zu dem Minimum fällt, und dies neue Verhältnis (DV/n) wird dann während des weiteren Betriebes festgehalten, bis eine Änderung der Eigenschaften des zugelexteten Rohstoffes durch eine erhöhte Motorbelastung registriert wird, wonach eine Justierung des Verhältnisses (DV/n) während des Betriebes durch Änderung der zugelexteten Dampfmenge vorgenommen wird.
  2. 2. Anlage fürs Ausüben des Verfahrens infolge Anspruch 1, die ein Fördergerät (2) für die Beförderung des Rohstoffes an eine Kontitionieruhgsanlage (3) mit Dampfzuleitung (4) vor der Zuleitung der Pillenpresse (1) umfasst, dadurch gekennzeichnet , dass der Antriebsmotor (5) des Fördergeräts (2) durch ein stufenloses variables Gang (6) verbunden ist, und dass die Konditionierungsanlage (3) mit einer Anzahl Dampfzuleitungen (7) versehen ist, die mindestens was die Leitung (8) anbelangt, die sich am nächsten an der Pillenpresse (1) befindet, durch ein fernbedientes Ventil (9) abgesperrt werden können.
    909822/0755 original
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