Ontwerp vraagjes poederdoseermachine

Hey allen !

Ik zit weer met iets in het hoofd dat ik graag deze zomer eens had uitgewerkt. Een omschrijvingen gaat alsvolgt :

Wij hebben thuis kalfjes die 2x per dag melk krijgen. Die melk word
gemaakt van melkpoeder gemengd met warm water in een groot inox vat op wielen. Zowel de temperatuur van het water als de hoeveelheid poeder per kalf moeten vrij nauwkeurig zijn.

Momenteel is dat te weinig het geval, water word op gevoel gedaan en poeder
via (vervelende) potjes scheppen. Als iemand die veel met automatisatie
bezig is had ik dit graag ook automatisch laten verlopen via een Siemens Logo, alsvolgt :

1) Het water : Een thermostatische mengkraan zorgt voor de juiste temperatuur, erna is een flowmeter gemonteerd, en daarna een pneumatisch bediende waterklep (groot debiet), die op zijn beurt word bedient door een eenvoudige 24v klep. De flowmeter is aangesloten op I6 van de PLC, de klep word bedient met een uitgang. Op het display van de PLC kan ik het aantal ml water per kalf en het aantal kalveren ingeven. Als die goed zijn zal hij dan x liter doseren en stoppen. geen problemen daar te verwachten.

2) De poeder : Deze is iets lastiger : ik heb wel wat ervaring met weegcellen, en kan eenvoudig een 0-10v omvormer aansluiten om gewicht af te lezen , maar dan, hoe ga ik afwegen ?

Dat zou ik ten eerste kunnen door een bak te bouwen met een doseervijzel in de bodem , die aan een kader hangt die ik kan laten zakken en heffen (om de bak te kunnen vullen) en hem dan weer boven het inox vat te kunnen laten komen. Bij start van doseren weeg ik continue tot het gewenste gewicht is bereikt. Maar gaat het starten en stoppen van die motor geen invloed hebben tijdens het wegen ?

Een andere oplossing is een aparte afweegbak. Dan doseer ik eerst in dat bakje en onderaan heb ik een grote pneumatisch bediende klep die verstopping voorkomt. Op deze manier elimineer ik waarschijnlijk externe invloeden op de weging. Maar het maakt het systeem heel wat meer complex.

Wat denken jullie ?

Als info een afbeelding met beide systemen in visuele voorstelling :

https://www.powderprocess.net/images/Example_Dosing_System.jpg

-

Ik zou ook zoiets willen maken, maar dan voor het doseren van de droge ingredienten voor het bakken. Ik doe te vaak: "hmm beetje meer van dit", "beetje extra dat" zodat ik achteraf niet meer weet hoeveel ik nu uiteindelijk heb gebruikt. Als ik dan de computer laat registreren hoeveel extra ik met het "beetje d'r bij" knopje heb gepakt dan kan ik de volgende keer in 1x precies genoeg pakken.

Mijn idee is dat je "offline" kan kijken hoeveel extra spul je krijgt als je plots stopt. Je moet dan ook verifieren of de "uitloop" voldoende constant is. Als dat niet het geval is, dan moet je bijvoorbeeld X gram voor het einde langzamer gaan en dan het laatste stukje erg langzaam doen....

Edit: Hey Nestor: Jij tekent de schroef veel langer dan dat ik hem had. En ik had daardoor inderdaad het probleem dat "product" vanuit m'n voorraad zonderdat de schroef draait naar m'n uitgang loopt.... Hoe lang moet de schroef zijn in verhouding tot de diameter van de constructie?

[Bericht gewijzigd door rew op 23 mei 2020 16:42:12 (17%)]

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
mel

Golden Member

Je kan 1 keer kijken hoeveel je nodig heb.En dan een feeder maken die een bepaald aantal seconden draait.Dan heb je , denk ik wel ongeveer de juiste hoeveelheid,als je dat aantal haalt.Een weeghopper is ook weer zoiets..

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Op 23 mei 2020 16:30:05 schreef mel:
Je kan 1 keer kijken hoeveel je nodig heb.En dan een feeder maken die een bepaald aantal seconden draait.Dan heb je , denk ik wel ongeveer de juiste hoeveelheid,als je dat aantal haalt.Een weeghopper is ook weer zoiets..

Doseren op tijd is totaal uit den boze. Je zit met het risico dat het poeder een brug maakt in de tank en dan niet doseert. Wegen is echt de enige optie die ik wil verkiezen. Dan kan je een alarmpje laten afgaan als het gewicht binnen een bepaalde tijd niet word bereikt.

mel

Golden Member

Op 23 mei 2020 16:31:23 schreef nestor0973:
[...]

Doseren op tijd is totaal uit den boze. Je zit met het risico dat het poeder een brug maakt in de tank en dan niet doseert. Wegen is echt de enige optie die ik wil verkiezen. Dan kan je een alarmpje laten afgaan als het gewicht binnen een bepaalde tijd niet word bereikt.

Dat kan, maar die dingen zijn meestal gecalibreerd, en kosten een paar centen..

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

D'r is natuurlijk een wereld van mogelijkheden tussen: op de bonnefooi een X seconden laten lopen en gecalibreerd tot op de miligram. Een constructie waarbij je de "tijdelijke bak" onder de uitloop van de schroef nult nadat je hem omgedraaid hebt en met een loadcel meet hoeveel gewicht er bij komt. Als je nu tot zeg 1kg tegelijk denkt te doseren, kan je een 2kg loadcell nemen en dan zal je na eigen calibratie met een bekend gewicht heel aardig richting 1% FS nauwkeurigheid kunnen komen. Niets duizenden euros. Gewoon effe zelf handig zijn. Maar aangezien het in een bedrijfsomgeving gebruikt gaat worden kan het ook zijn dat Nestor veel liever gewoon een paar honderd euro uitgeeft aan een vooraf gecalibreerde load cell.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Peter112

Special Member

Je kunt ook de voorraadbak wegen en daaruit x gram weg doseren met een vijzel. Maar een dosseerbakje kan natuurlijk ook, deze kan met een klep open of met een klein motortje kiep je het bakje leeg. Voor start even tareren en doseren maar.

Ik denk dat een logo net te licht is , of je moet ergens een modbus loadcell transmitter zien te vinden.

[Bericht gewijzigd door Peter112 op 23 mei 2020 17:26:28 (19%)]

Op 23 mei 2020 17:07:50 schreef rew:
D'r is natuurlijk een wereld van mogelijkheden tussen: op de bonnefooi een X seconden laten lopen en gecalibreerd tot op de miligram. Een constructie waarbij je de "tijdelijke bak" onder de uitloop van de schroef nult nadat je hem omgedraaid hebt en met een loadcel meet hoeveel gewicht er bij komt. Als je nu tot zeg 1kg tegelijk denkt te doseren, kan je een 2kg loadcell nemen en dan zal je na eigen calibratie met een bekend gewicht heel aardig richting 1% FS nauwkeurigheid kunnen komen. Niets duizenden euros. Gewoon effe zelf handig zijn. Maar aangezien het in een bedrijfsomgeving gebruikt gaat worden kan het ook zijn dat Nestor veel liever gewoon een paar honderd euro uitgeeft aan een vooraf gecalibreerde load cell.

Zo is het maar net, melkpoeder is niet goedkoop en het is echt wel belangrijk dat de dosering consistent is. Op die paar honder euro komt het dan inderdaad niet.

Is het ook niet een probleem dat het poeder zich anders gedraagt naargelang omgevingsparameters zoals temperatuur en luchtvochtigheid? Ik denk vooral aan klonteren als het wat vochtig wordt.

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord
GJ_

Moderator

Een PLC met ingangen voor weegcellen is niet echt iets heel speciaals. Hoe zwaar is de mixer zelf t.o.v. de gewenste inhoud? Je zou direct in de mixer kunnen doseren, de mixer op weegcellen dus. Het enige nadeel is dat je dan wat tijdverlies hebt natuurlijk, maar het is wel wat eenvoudiger.

Tegen brugvorming kun je natuurlijk van alles doen. Kloppers zijn de simpelste oplossing maar er zijn natuurlijk nog meer oplossingen.
De schroef verticaal in een hoppertje zetten met een roerwerk geeft ook vrijwel onmogelijk brugvorming. Veel verpakkingsmachines werken zo, en die doseren nauwkeurig door het aantal omwentelingen, of delen er van, te regelen. Vroeger met een rem/koppeling, tegenwoordig met servo's.

Op 23 mei 2020 18:28:49 schreef GJ_:
Een PLC met ingangen voor weegcellen is niet echt iets heel speciaals. Hoe zwaar is de mixer zelf t.o.v. de gewenste inhoud? Je zou direct in de mixer kunnen doseren, de mixer op weegcellen dus. Het enige nadeel is dat je dan wat tijdverlies hebt natuurlijk, maar het is wel wat eenvoudiger.

Tegen brugvorming kun je natuurlijk van alles doen. Kloppers zijn de simpelste oplossing maar er zijn natuurlijk nog meer oplossingen.
De schroef verticaal in een hoppertje zetten met een roerwerk geeft ook vrijwel onmogelijk brugvorming. Veel verpakkingsmachines werken zo, en die doseren nauwkeurig door het aantal omwentelingen, of delen er van, te regelen. Vroeger met een rem/koppeling, tegenwoordig met servo's.

Klopt inderdaad. Mijn voorkeur gaat uit naar wegen op het doseertoestel (dus die ongeveer max 50-80kg voorraad heeft) . Maar daar een vibratie of klopper aan toevoegen zal ongetwijfeld nefast zijn voor de weging.

Je kan voor de linker optie gaan.
een meet toestel nemen wat je kunt tareren en vervolgens meet je hoeveel je onder nul komt.

stel de sensor op 0 als je begint, enige regel is nooit bijvullen tijdens het mengen!

[afbeelding]

starten en stoppen hoeft geen grote invloed te hebben. als je toerental maar laag genoeg is zal je bak niet enorm gaan slingeren. afhankelijk van de ophanging zal slingeren wel of niet een schommeling in de meting geven.

[Bericht gewijzigd door Progger op 23 mei 2020 19:10:06 (27%)]

GMT+1

Hoe nauwkeurig komt de dosering?
Als het heel precies komt kun je de schroef snelheids-geregeld maken en dan tot b.v. 2kg te doseren ga je op volle snelheid en daarna lineair met de nog te doseren hoeveelheid verlaag je de snelheid tot een ingestelde minimumsnelheid.
Als je het echt luxe wilt programmeren houd je ook rekening met de naval(gewicht wat nog valt wanneer je de schroef stilzet), deze sla je op en gebruik je bij de volgende dosering om de schroef te stoppen wanneer je je setpoint - de naval bereikt hebt.

Op 23 mei 2020 19:17:28 schreef Jorn:
Hoe nauwkeurig komt de dosering?
Als het heel precies komt kun je de schroef snelheids-geregeld maken en dan tot b.v. 2kg te doseren ga je op volle snelheid en daarna lineair met de nog te doseren hoeveelheid verlaag je de snelheid tot een ingestelde minimumsnelheid.
Als je het echt luxe wilt programmeren houd je ook rekening met de naval(gewicht wat nog valt wanneer je de schroef stilzet), deze sla je op en gebruik je bij de volgende dosering om de schroef te stoppen wanneer je je setpoint - de naval bereikt hebt.

Per batch doseer ik ongeveer 5kg , ik had daar toch graag een afwijking van maximum 100gr op gezien (2%)

Aangezien ik ook nog moet mengen tijdens het doseren, hoeft het doseren niet supersnel te gaan.

starten en stoppen hoeft geen grote invloed te hebben. als je toerental maar laag genoeg is zal je bak niet enorm gaan slingeren. afhankelijk van de ophanging zal slingeren wel of niet een schommeling in de meting geven.

Hier heb ik veel aan, thx !

Het idee was inderdaad om in dit geval toch te kiezen voor een 4-punts ophanging. (4 loadcells)

[Bericht gewijzigd door nestor0973 op 23 mei 2020 19:24:22 (15%)]

GJ_

Moderator

Op 23 mei 2020 16:14:00 schreef rew: Hoe lang moet de schroef zijn in verhouding tot de diameter van de constructie?

Hangt van je product af, of eigenlijk de loopeigenschappen. Zout loopt er zo doorheen, kippenbouillon helemaal niet en met satésaus loop je zelfs kans dat de hele boel vastloopt.

Op 23 mei 2020 19:23:34 schreef nestor0973:
Het idee was inderdaad om in dit geval toch te kiezen voor een 4-punts ophanging. (4 loadcells)

Is 3 niet eenvoudiger, en iets goedkoper?

[Bericht gewijzigd door GJ_ op 23 mei 2020 19:30:41 (25%)]

buckfast_beekeeper

Golden Member

De eindtemperatuur is niet alleen afhankelijk van je water. Is je melkpoeder 10°C of 25°C maakt een groot verschil.

In 20 jaar gebruik van bloemsilo's nooit meegemaakt dat de bloem een brug vormde. De 6 ton kwam er probleemloos uit. Spiro techniek maakt gebruik van een flexibele worm. WP blaast de bloem naar de weegbunker.

@rew: bakken is alles exact afwegen. Je recept dient van de eerste keer juist te zitten.

Van Lambiek wordt goede geuze gemaakt.
GJ_

Moderator

Bloem brugt misschien niet, melkpoeder wel.

buckfast_beekeeper

Golden Member

Als de silo slecht gevuld wordt, dan heb je ook met bloem problemen. Zorgen dat de silo kan trillen is dan een must.

Er zijn toch meerdere bedrijven die probleemloos met melkpoeder aan de slag gaan. Het zou me verbazen dat firma's zoals spiromatic geen oplossing hebben voor dit probleem.

Van Lambiek wordt goede geuze gemaakt.

Op 23 mei 2020 23:15:26 schreef GJ_:
Bloem brugt misschien niet, melkpoeder wel.

Ik heb geen ervaring ermee, maar misschien moet ik het toch wel eens gaan testen. Ik dacht ook dat het een brug kan maken, vooral in periodes van hoge luchtvochtigheid.

Mocht het zeker geen brug maken, dan komt doseren op tijd wel weer interessant, omdat het veel eenvoudiger te bouwen is.

Dosering gebeurd hier ook met een roxell flexibele vijzel.

Heel wat zitten nadenken weeral gisteravond, en opzoeken. Het valt me op dat veel van die doseeraparaten een trechter zijn met rechtstaande vijzel met een schraper die langs de boord loopt. Dat lijkt me inderdaad ook onmogelijk om een brug te vormen. Heel eenvoudig qua constructie en geen weging nodig. Toch ?

Melkpoeder doseren is niet gemakkelijk. De ene keer blijft het hangen, de andere keer loopt het als water.

Is een netto-weger geen oplossing?

Twee bakjes boven elkaar.
Het bovenste bakje is de voorraad van waaruit je doseert mbv een schroef of doseerklep met grof/fijn debiet.

Het onderste bakje staat op of hangt aan weegcellen (hangen lukt met twee weegcellen) en heeft een losklep onderaan waardoor de afgewogen hoeveelheid in de mengbak valt.

Ik zou het niet doen met een logo maar investeren in een weegcomputer die de vereiste functies en wat I/O al aan boord heeft.
Kost wat maar het zal je heel veel hoofdbrekens besparen.

Het was het initiële plan om het zo te gaan doen ja.

Sturing is niet zo'n probleem, daar heb ik wel ervaring genoeg mee.

GJ_

Moderator

Op 24 mei 2020 08:47:22 schreef nestor0973:...dan komt doseren op tijd wel weer interessant, omdat het veel eenvoudiger te bouwen is...

Daar heb ik serieuze twijfels bij. De loopeigenschappen variëren vaak nogal afhankelijk van omgevingsfactoren. Ik heb enkele honderden doseerschroeven gemaakt voor alle soorten melk, zoetstoffen, kruidenmengsels, bouillon-en soeppoeders, gips, satésaus, chemicaliën enz enz en de meesten zijn niet op tijd te doseren.
De snellere (ik heb ze gemaakt tot 180 doseringen per minuut) kun je niet afwegen en moeten op volume. Met een schroef is dat dus met een encoder en dan omwentelingen en delen daarvan nauwkeurig instellen. Na een pauze of bij een nieuwe batch moet dat altijd opnieuw ingesteld worden. Ik voorzie een servodosering ook altijd van een correctie op grond van de gegevens van een checkweger.

Tijd lijkt me dus niks.

Op 24 mei 2020 10:42:48 schreef GJ_:
[...]Daar heb ik serieuze twijfels bij. De loopeigenschappen variëren vaak nogal afhankelijk van omgevingsfactoren. Ik heb enkele honderden doseerschroeven gemaakt voor alle soorten melk, zoetstoffen, kruidenmengsels, bouillon-en soeppoeders, gips, satésaus, chemicaliën enz enz en de meesten zijn niet op tijd te doseren.
De snellere (ik heb ze gemaakt tot 180 doseringen per minuut) kun je niet afwegen en moeten op volume. Met een schroef is dat dus met een encoder en dan omwentelingen en delen daarvan nauwkeurig instellen. Na een pauze of bij een nieuwe batch moet dat altijd opnieuw ingesteld worden. Ik voorzie een servodosering ook altijd van een correctie op grond van de gegevens van een checkweger.

Tijd lijkt me dus niks.

Ok, super, dan schrappen we die van de lijst !

Je zal ook aandacht moeten besteden aan de mechanische overgangen; de flexibele koppelingen tussen het wegend en vast gedeelte.

Het is daar dat je de gewenste nauwkeurigheid zal bereiken.