Используйте шнековый дозатор для порошков — всего, что пылит, образует своды в бункере, уплотняется или липнет — и объемный чашечный дозатор для сыпучих гранул и мелких твердых частиц, которые падают в чашку и выравниваются одинаково каждый цикл. Ни один дозатор ничего не взвешивает: оба отмеривают объем и полагаются на насыпную плотность продукта, чтобы превратить этот объем в граммы. Поэтому выбор делается по тому, как течет ваш продукт, а не по тому, у какого дозатора более точная этикетка.
Шнековый дозатор дозирует, вращая винт — шнек — внутри плотно прилегающей трубы на заданное число оборотов; каждый оборот выталкивает один заметаемый объем продукта из сопла в пакет. Серводвигатель задает количество оборотов, а диаметр и шаг шнека задают диапазон дозы. Мешалка в бункере поддерживает продукт рыхлым и подает его в витки.
Что делает его порошковым дозатором, так это то, что витки перемещают продукт — связный порошок, который никогда не прошел бы через открытую воронку, все равно протягивается вниз по трубе в стабильном состоянии, а пыль остается внутри трубы вместо того, чтобы оседать на губках запайки. Цена — это специфичные для продукта шнек и труба, больше деталей для разборки при мойке и более высокая стоимость машины.
Объемный чашечный дозатор дозирует, позволяя продукту падать под действием силы тяжести в чашку фиксированного объема, срезая верхний уровень, а затем открывая дно чашки над воронкой, чтобы содержимое падало в пакет. Чашки находятся в вращающейся плите под бункером; каждый проход заполняет, выравнивает и выгружает одну дозу. Размер дозы задается объемом чашки — телескопические чашки регулируют высоту для небольших изменений, а большее изменение означает замену набора чашек.
Весь метод основан на одном допущении: что продукт заполняет чашку и выравнивается идентично каждый цикл. Сыпучие гранулы это делают; связный порошок образует свод над устьем чашки и заполняет ее частично — и поскольку продукт движется только под действием силы тяжести, чашка не может это исправить.
Шнековый дозатор берет порошки и все, что пылит или липнет; чашечный дозатор берет сыпучие гранулы и выигрывает по скорости, переналадке, мойке и цене.
| Характеристика | Шнековый дозатор | Объемный чашечный наполнитель |
|---|---|---|
| Принцип дозирования | Вращающийся шнековый винт | Мерные чашки фиксированного объема |
| Лучше всего подходит для | Порошки и мелкие гранулы | Сыпучие гранулы и мелкие твердые частицы |
| Типичные продукты | Мука, сухое молоко, специи, протеиновый порошок | Рис, сахар, бобы, семена, конфеты |
| Точность | Высокая | От умеренной до высокой |
| Обрабатывает пылящие продукты | Отличная | Менее подходит |
| Обрабатывает липкие порошки | Лучше | Плохой |
| Скорость наполнения | От умеренной до высокой | Высокая |
| Переналадка | Может потребовать замены шнека/инструмента | Обычно простая регулировка чашек |
| Очистка | Больше компонентов для мойки | Относительно простая |
| Стоимость | Обычно выше | Обычно ниже |
Читайте строку точности как “на продукте, для которого каждый создан”, а не как свойство дозатора. На сыпучей грануле чашка держит вес так же хорошо, как шнек, и работает быстрее; на связном порошке преимущество шнека в том, что он вообще может дозировать продукт стабильно — чашка не может заполнить или выровнять его воспроизводимо.
Шнековый дозатор, почти для любого порошка — мука, сухое молоко, какао, специи, протеин — и исключения — это грубые сухие порошки, которые ведут себя как гранулы и проходят тест на постукивание ниже. Свойство, которое это решает, — это насколько сильно изменяется насыпной объем порошка между рыхлым и осевшим состоянием, потому что это разброс в весе, который может дать фиксированный объем.
Вы можете измерить это на стенде. Насыпьте порошок в мерный цилиндр и считайте рыхлый объем V0, затем постучите по цилиндру, пока уровень не перестанет падать, и считайте уплотненный объем Vf.
Индекс сжимаемости (%) = 100 × (V0 − Vf) / V0
Шкала сыпучести USP оценивает это число:
| Индекс сжимаемости (%) | Характер сыпучести |
|---|---|
| ≤10 | Отличная |
| 11–15 | Хороший |
| 16–20 | Удовлетворительный |
| 21–25 | Приемлемый |
| 26–31 | Плохой |
| 32–37 | Очень плохой |
| >38 | Очень, очень плохой |
Отличный или хороший, и чашка будет держать вес. Удовлетворительный — это чашка на пределе — она заполняется, но вес колеблется при изменении уровня в бункере. Приемлемый или хуже означает, что фиксированная чашка может дать вес, который варьируется на весь этот индекс между рыхло заполненной чашкой и осевшей, далеко за пределами любого допуска упаковки; это территория шнека.
Что шнек не может исправить, так это медленный дрейф в течение смены — уровень бункера, влажность, новая партия. Стандартное решение — это чеквейер после фасовщика, подстраивающее количество оборотов, и поскольку оно корректирует после взвешивания пакета, а не во время его наполнения, быстро дрейфующий продукт все равно требует поддержания стабильного уровня бункера.
Пыль решает пограничные случаи. Мелкий порошок, падающий через открытую воронку чашки, покрывает формующую трубу и губки запайки, а порошок в шве — это течь, за которой вы будете гоняться всю смену; сопло шнека находится внутри формующей трубы, и витки удерживают продукт, пока он не покинет наконечник. Какао — крайний случай — на линии какао-порошка один только аргумент о пыли все решает.
Чашечный дозатор — для гранул, которые свободно сыплются и имеют однородный размер частиц: рис, сахар, бобы, семена, конфеты. Их насыпная плотность почти не меняется между рыхлым и осевшим состоянием (диапазоны «Отлично» и «Хорошо» выше), поэтому фиксированная чаша выдаёт фиксированный вес, и делает это быстрее: замена чаши вместо замены шнека и промывка вместо разборки.
Шнек здесь — неправильный инструмент по механической причине: витки срезают всё, что оказывается между ними и стенкой трубы. Глазированные шоколадные чипсы, семена и сублимированные кусочки ломаются, хрупкие гранулы дают мелочь, которая затем пылит, а крупная частица, застрявшая между витком и трубой, останавливает привод. Свободно сыпучей грануле также не нужно единственное реальное преимущество шнека — там нечего тащить.
Два случая с гранулами размывают границу. Мелкие гранулы, которые сыплются, но пылят — растворимый кофе, основы напитков, некоторые смеси специй — работают на любом дозаторе, и решает пыль на уплотнении. Гранулы смешанного размера разделяются в бункере, когда мелкая фракция оседает, поэтому вес чаши дрейфует в течение цикла; помогает бункер с перемешиванием, а шнек, рассчитанный на гранулы, лучше переносит такую смесь.
Ценная гранула, которая должна держать строгий вес — например, питательная гранула в пакете — это вообще не объёмная задача. Мультиголовочный весовой дозатор взвешивает каждую дозу, а не предполагает её плотность, и именно он нужен на линии.
Выбирайте сначала по тому, как продукт сыплется, а затем по тому, что нужно линии: шнек, если продукт образует своды, пылит или получает оценку «Удовлетворительно» или хуже в тесте на уплотнение; чашу, если он сыплется свободно, и вам нужен более быстрый цикл, более быстрая переналадка, более простая мойка и более низкая цена. Проведите проверки в этом порядке:
Строка точности — это строка затрат, и закон делает её таковой. Для упаковок с маркировкой e, продаваемых в ЕС, директива о предварительно расфасованных товарах устанавливает нижний предел среднего содержимого на уровне номинального количества, без верхнего предела переполнения. Дозатор с разбросом заставляет поднимать целевой вес, пока нижний хвост не преодолеет этот предел, и каждый грамм запаса — это отданный продукт на каждой упаковке. На рисе или сахаре более низкая цена чаши легко выигрывает; на протеиновом порошке или детской смеси более точная дозировка шнека окупает свою премию за счёт уменьшения перевеса.
Не рассчитывайте на скорость дозатора, пока не узнаете скорость упаковщика. На вертикальной машины типа форм-заполни-запечатай или машина для готовых пакетов дозирующая головка — это модуль над формовочной трубой или станцией пакетов, и длина пакета, плёнка и время запайки задают цикл; дозатору нужно лишь успевать. Если одна линия будет работать и с порошком, и с гранулой, укажите упаковщик с интерфейсом дозирующей головки, который принимает оба варианта, и купите две головки, а не жертвуйте одним продуктом на неправильном дозаторе.
Порошки идут на шнек, а свободно сыпучие гранулы — на чашу, и тест на уплотнение показывает, на какой стороне этой линии находится ваш продукт. Классифицируйте продукт до запроса котировки — и выбор дозатора сделает себя сам.
