Rekordstor tandkrämsproduktion kräver massiva växelmotorer

EKATO, tillverkare av kundanpassade industriella mixer- och blandsystem, har skalat upp den största modellen i företagets UNIMIX- linje till mer än dubbla storleken, vilket möter behoven i världens största produktionssystem för tandkräm. Två blandare på vardera 10 000 liter effektiv volym producerar 6 000 till 11 000 kg tandkräm i timmen, beroende på produktens koncentration. Således har produktionen mer än trefaldigats. Drivsystemspecialisten NORD DRIVESYSTEMS har assisterat vid utvecklingen av de nya rekordstora systemen.

Bild 1: De nya UNIMIX -systemen, som drivs av NORD:s växelmotorer vid en rekordhög volym på 10 000 liter vardera, bildar världens största fabrik för serieproduktion av tandkräm.

Många tillverkare med global verksamhet är intresserade av att koncentrera sin produktionskapacitet till ett fåtal platser. Industrin för hygien och personlig omvårdnad följer denna trend och följaktligen finns det en efterfrågan på allt större satsstorlekar för produkter såsom tandkräm. Dessutom produceras ett större utbud av varianter på varje plats. Därför måste moderna anläggningar kunna producera stora volymer och samtidigt erbjuda flexibel mångsidighet. Med detta komplexa mål i sikte har EKATO SYSTEMS från Schopfheim i de södra delarna av Schwarzwald konstruerat en ny anläggning för diskontinuerlig tillverkning av tandkräm.

Senaste teknik hittills

Den maximala kapaciteten i anläggningar för tandkrämsproduktion brukade ligga mellan 4 000 och 5 000 liter, med en effekt på cirka 2 000 till 3 000 liter per timme. Kontinuerlig eller satsvis produktion är möjlig. Kontinuerliga system möjliggör hög kapacitet men är inte särskilt mångsidiga när det gäller produktförändringar, eftersom olika ingredienser ibland kräver sin egen dosering och mixerteknik, receptändringar åstadkommer ofta omvandlingar och justeringar. Det spelar också roll att tandkräm inte kan omarbetas så lätt när den inte är tillräckligt homogen. Den största utmaningen med kontinuerliga anläggningar är att säkerställa den likformiga dispersionen av aktiva beståndsdelar, såsom natriumfluorid, även efter ändringar i utmatningssystem. Å andra sidan kan produktionshastigheten av befintliga, diskontinuerliga anläggningar inte ökas i betydande grad utan större ändringar i anläggningsutrustningen. För att möta kraven från en tandkrämstillverkare måste EKATO bygga större anläggningar.

Konstruktion av produktionsmixer

Produktionssystem för tandkräm består i huvudsak av ett evakuerbart kärl med en omrörare, en homogenisator samt olika fördelningssystem för införande av ingredienser i processen. Flytande ingredienser kan antingen mätas och därefter vakuuminföras i kärlet eller fördelas med gravimetriska metoder. För att öka viskositeten kan pulver och förtjockningsmedel införas via den integrerade homogeniseraren eller föras in i kärlet genom en ventil vid basen.

     

Illustration 2, 3: EKATO konstruerar den perfekta blandaren för varje produkt.
För större blandarmått var EKATO tvungna att bestämma komponenternas dosering och fördelningstider, blandning och homogeniseringstider, vakuumvärden, och den nödvändiga prestandan för blandare och homogeniserare. Blandaren och homogeniseraren var konfigurerade enligt blandningsprestandaekvationen för blandarsteknik. Utifrån sin omfattande erfarenhet, bestämmer EKATO kraftkoefficienten »Ne» (eller Newton-nummer) för respektive impeller och produktens specifika viskositetskurva. Utöver produktkoncentrationen innehåller ekvationen dessutom hastighet och diameter - med exponenterna två, tre, eller till och med 5. Dessa värden är särskilt viktiga.

Det är därför som korrekt konfiguration hos drivenheterna för omrörare och homogeniserare är avgörande. Drivenhetsleverantören NORD måste konfigurera motorer och växlar med prestanda enligt EKATOs beräkningar, och göra dem så effektiva och hållbara som möjligt. Eftersom drivenheten för blandaren är installerad ovanpå produktionsenheten bör den vara så kompakt som möjligt trots den höga prestanda som krävs.

Blandardrivenhet stor som en stadsbil

Denna tillämpning, som är beroende av homogen produktkvalitet, kräver snabbhet och kontinuitet. De radiella och axiella belastningarna på omröraraxeln, som är mycket höga på grund av den höga produktviskositeten, måste beaktas för drivsystemkonfigurationen. NORD DRIVESYSTEMS konfigurerade och levererade två 250 kW-motorer med industriväxlar med ett nominellt vridmoment på 242.000Nm. NORD är den enda tillverkaren i världen som producerar sådana extremt stora industriella växlar inom detta effektområde i det beprövade och enhetliga UNICASE-huset. Det är därför som företagets 3-stegs vinkelkuggväxel SK 15407, trots sin imponerande storlek, fortfarande är relativt kompakt eftersom UNICASE -designen tillåter större rullningslager som klarar större krafter.



Bild 4: Vinkelkuggväxelmotorerna från NORD DRIVESYSTEMS uppfyller kraven som ställts av den rekordstora anläggningen: ingen annan drivenhetstillverkare kan för närvarande tillverka industriella växelenheter i denna storlek i ett enda enhetligt hus.

  Mer information…