DE19909896C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Gemischs aus Ausgangsstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gemischs aus Ausgangsstoffen, die in räumlich voneinander getrennten Vorratsbehältern bereitgehalten, in einem Behälter zusammengeführt und in demselben Be­ hälter unter Einsatz von mechanisch angetriebenen Mischwerkzeugen gemischt werden. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Gemischs aus Ausgangsstoffen, die in räumlich voneinander ge­ trennten Vorratsbehältern angeordnet sind, mit einem Behälter, der mit den Ausgangsstoffen befüllbar ist.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus DE 40 32 077 A1 bekannt. Die dort gezeigte An­ lage weist mehrere Module mit jeweils verschiedener Funktion auf. Bei der Herstellung des Gemisches durch­ läuft der Behälter die Module, in denen die verschiede­ nen Funktionen, die zur Herstellung des bestimmten Ge­ misches notwendig sind, ausgeführt werden. Zur Befül­ lung wird der Behälter in dem hierfür vorgesehenen Modul in eine vorbestimmte Aufnahmeposition verbracht und mit allen Vorratsbehältern verbunden, die die zur Her­ stellung des Gemisches notwendigen Ausgangsstoffe auf­ weisen. Zur Durchführung der vorgesehenen Herstellungs­ funktionen weist der Behälter eine bestimmte Anzahl von Leitungsverbindungseinrichtungen und einen Antriebs­ kraft-Übertragungsabschnitt auf. Da diese Einrichtungen permanent mit dem Behälter verbunden sind, muß jeder Behälter für jede potentielle Herstellungsfunktion mit der entsprechenden Einrichtung ausgestattet sein. Die nachträgliche Hinzufügung einer weiteren Herstellungs­ funktion wird daher in den meisten Fällen nur durch aufwendige Umbaumaßnahmen an den Behältern oder durch Verwendung neuer Behälter möglich sein. Die Ausgangs­ stoffe werden in Tanks bereitgehalten, wobei alle Tanks über Leitungen in ein Rohmaterial-Beschickungs-Modul speisen. Mit anderen Worten wird das komplette "Rezept" einer Charge dadurch bestimmt, daß die einzelnen Aus­ gangsstoffe in der gleichen Beschickungsstation zudo­ siert werden. Dies bedingt, daß die einzelnen Ausgangs­ stoffe teilweise unterschiedlich lange Wege zurücklegen müssen, bis sie in dem Behälter ankommen.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Herstellung einer Schüttgutmischung beschrieben werden, beispiels­ weise eines Gemischs aus verschiedenen Lebensmittelkom­ ponenten als Ausgangsstoffen, die zur Herstellung von Backwaren verwendet werden. Die Erfindung wird aber nicht nur in der Lebensmittelindustrie, sondern auch in der Pharma-, Grundstoff- oder Chemie-Industrie verwen­ det.

Bei der Herstellung einer Schüttgutmischung müssen die einzelnen Zutaten, also beispielsweise Mehl, Zucker, Salz, Gewürze, Treibmittel etc., in ganz exakten Men­ genverhältnissen zueinander gemäß einer vorgegebenen Rezeptur zusammengeführt und homogen gemischt werden. Das Gemisch muß dann in geeignete Transportbehälter, wie Beutel, Kartons oder Säcke, abgefüllt werden. In vielen Fällen ist auch eine entsprechende Portionierung erforderlich.

In größeren Anlagen werden durchaus mehrere hundert Tonnen Ausgangsstoffe zu fertigen Gemischen verarbei­ tet. Hierzu sind bei bekannten Anlagen die einzelnen Behälter über Rohre oder Schlauchleitungen mit einer zentralen Waage verbunden. Diese Waage wiederum ist auf die gleiche Weise mit einem Mischer verbunden. Je nach der gewünschten Rezeptur wird der Materialfluß zu dem Mischer gesteuert. Der Transport der Ausgangsstoffe er­ folgt in der Regel pneumatisch oder mit ortsfesten För­ deranlagen, wie z. B. (Fall-)Rohren, Becherwerken, Trogkettenförderern, Schnecken- oder Förderbändern mit eine Vielzahl von Weichen, Klappen und anderen Verteil­ organen.

Obwohl sich diese Vorgehensweise über viele Jahre hin­ weg als funktionsfähig erwiesen hat, ergeben sich doch gewisse Nachteile. Zum einen muß beim Wechseln einer Rezeptur zumindest der Abschnitt der Transportstrecke gereinigt werden, durch den andere Ausgangsstoffe oder Teilgemische gefördert werden, um tatsächlich nur Mi­ schungen nach dem gewünschten Rezept zu erhalten. Auf­ grund der begrenzten Steuerungsmöglichkeiten ist auch nur eine begrenzte Anzahl von Rezepturen herstellbar, beispielsweise 50 bis 100. Es ist auch schwierig, den Materialfluß genau zu kontrollieren, d. h. bei einer fertigen Mischung genau zu sagen, wo die einzelnen Aus­ gangsstoffe herkommen. Der Hersteller kann also unter Umständen keinen Nachweis gegenüber einem Vorlieferan­ ten führen, wenn sich herausstellt, daß die fertige Mi­ schung aufgrund eines fehlerhaften Vorprodukts nicht verwertbar ist.

Ein weiterer großer Nachteil derartiger Systeme ist darin begründet, daß die Zusammenführung vieler Roh­ stoffe üblicherweise lange Förderwege erfordert, so daß das Absperrorgan, das auf das Erreichen des Sollge­ wichts reagiert und das unmittelbar unter dem Entnahme­ behälter angeordnet sein muß, relativ weit von der Waa­ ge entfernt ist. Je länger die Wegstrecke zwischen der Waage und diesem Absperrorgan ist, desto größer ist auch die Rohstoffmenge, die beim Erreichen des Sollge­ wichts noch unterwegs ist. Auch wenn man mit einer Vor­ schranke und einer "Feinstrom"-Steuerung die "Unter­ wegsmenge" verkleinern kann, führt dies ohne weitere Maßnahmen zu einer Überschreitung des Sollgewichts. Wenn man diese Überschreitung durch ein verfrühtes Schließen der Absperrorgane kompensieren möchte, be­ steht das Risiko eines Unterschreitens des Sollge­ wichts. Eine exakte Kompensation setzt voraus, daß im­ mer genau die gleiche Rohstoffmenge unterwegs ist. Da Rohstoffe unterschiedliche Schüttgewichte und Eigen­ schaften aufweisen, die sich gegebenenfalls auch noch in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen, wie Luft­ feuchtigkeit etc., ändern können, ändert sich bei einem Wechsel des Rohstoffs in einem Behälter auch die "Unterwegsmenge", so daß die Kompensationsparameter für jeden Rohstoff, im Grunde genommen sogar für jede Roh­ stoffüllung, individuell ermittelt und in einer Steue­ rung einprogrammiert werden müssen. Dies bedingt einen erheblichen Aufwand und erschwert eine flexible Nutzung der Rohstoffbehälter durch wechselnde Belegung oder schließt dies sogar aus.

EP 0 654 298 A1 zeigt eine Vorrichtung, mit der fluid­ förmige Ausgangsstoffe aus Vorratsbehältern heraus und in einen Aufnahmebehälter gepumpt werden. Anschließend erfolgt die Durchmischung der Stoffe durch einen Mixer. Hierzu weist die Vorrichtung eine Fördereinrichtung auf, an deren einen Ende sich ein Wiegebereich befin­ det. Hier wird der Aufnahmebehälter über eine Multi- Ventil-Einheit mit den verschiedenen Ausgangsstoffen aus den Vorratsbehältern gefüllt. Zur Befüllung wird der Aufnahmebehälter derart angehoben, daß er sich in Nähe der Multi-Ventil-Einheit befindet. Anschließend wird der Behälter zum Mixer befördert, der über einen Stützrahmen in den offenen Behälter eingeführt wird und die Ausgangsstoffe durchmischt. Bei dem Mischer handelt es sich also um einen externen Mischer. Die Behälter werden auf einem Rollenband verfahren, das nur eine re­ lativ beschränkte Beweglichkeit zuläßt, nämlich eine Beweglichkeit entlang einer Linie.

In DE 40 02 536 A1 ist eine Mischvorrichtung darge­ stellt, die einen ersten festen Mischbehälterteil und einen zweiten transportablen Mischbehälterteil auf­ weist, die beide zu einem Behälter verbunden werden. Der transportable Mischbehälterteil ist dabei über eine Aufnahmeplattform auf Fahrschienen verfahrbar. Zur Her­ stellung eines Mischgutes wird der transportable Misch­ behälterteil mit den Ausgangsstoffen gefüllt und auf der Aufnahmeplattform abgestellt. Diese wird nun zusam­ men mit dem Behälter über die Fahrschienen zu der ei­ gentlichen Mischeinrichtung gefahren. Nachdem der transportable Mischbehälter eine Arbeitsposition erreicht hat, kann er an den festen Mischbehälterteil an­ gekoppelt werden. Hierauf folgt der Mischvorgang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstel­ lung eines Gemischs besser kontrollierbar zu machen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs ge­ nannten Art dadurch gelöst, daß der Behälter zur Auf­ nahme der Ausgangsstoffe in unterschiedliche, mit je­ weils mindestens einem Vorratsbehälter verbundene Auf­ nahmepositionen verbracht wird und daß der Behälter durch das Auswechseln von Deckeln an unterschiedliche Funktionen angepaßt wird.

Damit verwendet man den Behälter zum "Abholen" der ein­ zelnen Ausgangsstoffe aus den einzelnen Vorratsbehäl­ tern. Transportwege für die Ausgangsstoffe werden damit immer nur von dem gleichen Ausgangsstoff genutzt, so daß das Risiko einer ungewollten Vermischung (Kontami­ nation) verschiedener Ausgangsstoffe praktisch nicht mehr gegeben ist. Der Behälter sammelt die unterschied­ lichen Komponenten des Gemischs aber nicht nur ein, er dient auch dazu, die Komponenten zu mischen. Dement­ sprechend kann auch beim Mischen keine Verunreinigung des Gemischs durch ungewollte Fremdbestandteile erfol­ gen. Das Reinigen eines Behälters nach dem Mischen ist in der Regel mit geringerem Aufwand verbunden als das Reinigen von Rohrleitungen oder Mischern. Mit dem er­ findungsgemäßen Vorgehen ist die Anzahl der einstellba­ ren Rezepturen praktisch nicht begrenzt. Man kann auch relativ kleine Veränderungen vornehmen, ohne daß der Steuerungsaufwand überproportional ansteigt. Der Behäl­ ter wird durch das Auswechseln von Deckeln an unter­ schiedliche Funktionen angepaßt. Eine Funktion des Be­ hälters ist das Einsammeln oder Zusammenführen der Ausgangsstoffe. Eine andere Funktion ist das Mischen, eine weitere das Entleeren. Wenn man nur den Deckel austau­ schen muß, um diese beiden Funktionen zu realisieren, kann der Behälter im übrigen unverändert bleiben, und zwar in einer relativ einfachen Ausgestaltung. Der Be­ hälter muß nämlich nur einen Aufnahmeraum für die Aus­ gangsstoffe bilden. Der Deckel, der auf eine Öffnung des Behälters aufgesetzt wird, ist von außen leicht zu­ gänglich. Man kann ihn also ohne weiteres handhaben und auch mit den notwendigen Funktionsbestandteilen verse­ hen. Das gesamte Verfahren ist dadurch relativ preis­ günstig. Die Deckel verhindern darüber hinaus, daß bei der Zusammenstellung des Gemischs Verunreinigungen ver­ sehentlich in den Behälter gelangen.

Bei zahlreichen Mischungen (z. B. in der pharmazeuti­ schen Industrie, bei Gummimischungen für Autoreifen, bei Baustoffmischungen oder bei Lebensmitteln) ist ge­ setzlich oder vertraglich vorgeschrieben, daß bei jeder einzelnen Herstellercharge exakt dokumentiert werden muß, aus welchen Ausgangsrohstoffchargen und in welchen exakten Mengenverhältnissen die Erzeugnischarge zusam­ mengesetzt ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man nun die hierzu oft erforderliche manuelle Vor­ gehensweise ersetzen durch das Einsammeln der Komponen­ ten in den Behälter, den man dementsprechend auch als "Chargencontainer" oder "Chargenbehälter" bezeichnen kann. Jede Charge ist in sich abgeschlossen und dement­ sprechend dokumentierbar. Darüber hinaus ist das Risi­ ko, daß beim Verbringen der einzelnen Komponenten in die Mischanlagen Verstaubungen oder ähnliche Verluste einzelner Komponenten auftreten, die das Mischungsver­ hältnis beeinflussen können, weitaus geringer.

Vorzugsweise wird das Gemisch aus demselben Behälter direkt einer Abfüllung zugeführt. Damit entfällt das Risiko einer Verunreinigung auch auf dem Weg vom Mi­ scher zur Abfüllung. Ein Behälter begleitet also das Gemisch von der Aufnahme der einzelnen Ausgangsstoffe bis zur Abgabe des fertigen Gemischs an die entspre­ chende Verpackung. In dem Behälter wird das Gemisch al­ so zusammengeführt und gemischt, ohne daß ein Umfüllen in einen weiteren Behälter notwendig ist, jedoch unter Einschaltung beliebiger weiterer Behandlungsschritte oder Verweilzeiten. Damit läßt sich die Zahl der Be­ handlungsmöglichkeiten praktisch beliebig steigern.

Vorzugsweise ist mindestens eine der Aufnahmepositionen unterhalb des zugeordneten Vorratsbehälters angeordnet. Die Befüllung des Behälters mit dem Ausgangsstoff kann dann unter Einfluß der Schwerkraft erfolgen, so daß in diesem Stadium keine zusätzliche Transportleistung not­ wendig ist.

Vorzugsweise sind alle Aufnahmepositionen durch Bewe­ gung des Behälters in einer Ebene erreichbar. Dies er­ leichtert die Handhabung. Der Behälter muß keinen Ebe­ nenwechsel vornehmen, also beispielsweise von einem Ge­ schoß in ein anderes transportiert zu werden, um be­ füllt zu werden. Damit bleiben andere Ebenen nutzbar für andere Funktionen.

Vorzugsweise wird der Behälter in vorbestimmten Aufnah­ mepositionen gewogen. Damit läßt sich die Befüllung des Behälters mit den Ausgangsstoffen sehr genau überwa­ chen. Es ist eine fortlaufende Kontrolle dahingehend möglich, wie die einzelnen Ausgangsstoffe zugeführt werden. Das Wiegen kann, muß aber nicht in allen Auf­ nahmepositionen erfolgen. Beispielsweise gibt es Aufnahmepositionen, bei denen lediglich geringe Mengen an Ausgangsstoffen zugeführt werden, die aufgrund ihres geringen Gewichts vorzugsweise vorher abgewogen oder abgemessen und dann zugegeben werden.

Vorzugsweise erfolgt das Wiegen beim Befüllen, und das Befüllen wird in Abhängigkeit vom Gewicht gesteuert. Man kann dann das Befüllen stoppen, wenn eine vorbe­ stimmte Menge des Ausgangsstoffs in den Behälter ge­ langt ist. Dies ist ein sehr rationelles Verfahren zum Befüllen des Behälters.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird dem Behälter für jede neue Befüllung eine Chargenkennung zugeordnet und die Zugabe der Ausgangsstoffe und gegebenenfalls weitere herstellungsrelevante Daten anhand der Chargen­ kennung protokolliert. Bei dieser Vorgehensweise ist es möglich, bei der fertigen Mischung oder dem fertigen Gemisch genau anzugeben, aus welchen Ausgangsstoffen sie besteht. Dies hat insbesondere im Bereich der Pro­ dukthaftpflicht erhebliche Vorteile. Auch für den übri­ gen Produktionsablauf bietet die permanente Überwachung vom Ausgangsstoff bis zum Endprodukt erhebliche Vortei­ le.

Vorzugsweise wird in einer Mischposition ein ortsfester Deckel verwendet, an dem der Behälter angedockt wird. Während man beim Zusammenführen der Produkte einen Transportdeckel verwendet, der mit dem Behälter gemein­ sam verfahren wird, ist es beim Mischen günstiger, ei­ nen ortsfesten Mischer zu verwenden. Man ist dann nicht mehr darauf angewiesen, den Mischer transportierbar zu machen. Er kann vielmehr ausschließlich auf die Aufgabe des Mischens hin ausgelegt werden. Dies ist auch relativ unproblematisch, weil der Behälter verfahren werden kann und somit auch in eine Mischposition gelangen kann.

Vorzugsweise werden die zusammengeführten Ausgangsstof­ fe und/oder das Gemisch in dem Behälter zwischengela­ gert. Dies ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemä­ ßen Vorgehensweise. Man kann sowohl die Mischkapazität als auch die Abfüllkapazität auf einen durchschnittli­ chen Durchsatz abstellen. Sollten im Produktionsablauf zwischendurch einmal Spitzenbelastungen vorkommen, dann kann man zwar die einzelnen Gemische nach den entspre­ chenden Rezepturen zusammenstellen. Man ist jedoch nicht darauf angewiesen, diese Zusammenstellungen so­ fort zu mischen oder abzufüllen, wie das bei herkömmli­ chen, kontinuierlich arbeitenden Anlagen der Fall ist. Man kann vielmehr abwarten, bis die Belastung der Anla­ ge abnimmt und dann die noch anstehenden Misch- bzw. Abfüllaufgaben durchführen.

Vorzugsweise erfolgt das Zwischenlagern in einer ande­ ren räumlichen Ebene als das Befüllen der Behälter. Da­ durch wird die Fläche, die man zum Durchführen des Ver­ fahrens benötigt, klein gehalten. Man kann einerseits die Behälter zum Einsammeln der Ausgangsstoffe in einer Ebene verfahren, hat andererseits aber genügend Platz zur Verfügung, um eine gewisse Anzahl von Behältern zwischenzuspeichern.

Vorzugsweise sind die einzelnen Verfahrensschritte durch jederzeit veränderbare logische Verknüpfungen miteinander verbunden. Damit sind die einzelnen Verfah­ rensschritte nicht durch räumliche oder physikalische Verbindungen der hierfür benötigten Vorrichtungen vor­ bestimmt.

Vorzugsweise können bei jeder Charge Verfahrensschritte ohne anlagemäßige Veränderung hinzugefügt oder fortge­ lassen oder die Verfahrensschritte in ihrer Reihenfolge und/oder Dauer beliebig variiert werden, ohne andere Chargen zu beeinflussen.

Vorzugsweise hat die beim ersten Verfahrensschritt ge­ wählte Reihenfolge der Chargen keinerlei Einfluß auf die Reihenfolge, in welcher die Chargen bei den folgen­ den Verfahrensschritten behandelt werden. Dadurch wird man in der Ablaufsteuerung noch flexibler. Man kann so­ gar bei der Herstellung einer einzelnen Charge noch Veränderungen vornehmen, falls dies erforderlich ist.

Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs ge­ nannten Art dadurch gelöst, daß der Behälter auswech­ selbare Deckel aufweist, von denen mindestens einer als Transportdeckel und mindestens einer als Mischdeckel mit einer in den Behälter einfahrbaren Mischvorrichtung ausgebildet ist und daß ein weiterer, als Entleerdeckel ausgebildeter Deckel auf dem Behälter aufsetzbar ist. Wie oben im Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert, erreicht man durch die auswechselbaren Deckel eine Er­ höhung der Funktionen, die mit dem Behälter vorgenommen werden können, ohne daß der Behälter sehr aufwendig ge­ staltet werden muß. Man kann, wenn der Behälter mit dem Transportdeckel versehen ist, die einzelnen Ausgangs­ stoffe einsammeln, sie also im Behälter zusammenführen. Der Transportdeckel sichert dann insbesondere in den Strecken zwischen den einzelnen Aufnahmepositionen da­ gegen, daß Verunreinigungen in den Behälter gelangen. Der Transportdeckel kann relativ einfach ausgebildet sein. Zum Mischen wird der Transportdeckel durch den Mischdeckel ersetzt. Der Begriff "Mischdeckel" ist hier funktional zu verstehen. Es handelt sich um eine Baueinheit, die die ansonsten vom Transportdeckel abge­ deckte Behälteröffnung abdeckt, also verschließt, und gleichzeitig ein Durchmischen des Inhaltes des Behäl­ ters ermöglicht. Wenn die Mischvorrichtung in den Be­ hälter einfahrbar ist, dann ist das Andocken des Behäl­ ters an den Mischdeckel recht einfach und kann ohne größere Hubbewegung erfolgen. Zum Entleeren wird der Behälter um etwa 180° gekippt, so daß seine Öffnung nach unten weist und das Gemisch herausfließen oder herausrieseln kann. Der Entleerdeckel hat dann eine an­ gepaßte Form, beispielsweise die Form eines Trichters. Er ist auch mit dem Behälter verbindbar, um ein Lösen des Entleerdeckels vom Behälter zu verhindern. Eine derartige feste Verbindung ist für den Transportdeckel nicht unbedingt erforderlich und in vielen Fällen auch nicht erwünscht, um das Auswechseln des Transportdec­ kels gegen andere Deckel nicht zu erschweren.

Vorzugsweise weist der Transportdeckel eine Befüllöff­ nung auf. Mann muß den Transportdeckel zum Einführen der Ausgangsstoffe also nicht einmal abnehmen. Die Be­ füllöffnung kann eine begrenzte Größe haben, so daß sie beim Verfahren des Behälters entweder durch einen klei­ neren und deswegen besser handhabbaren Deckel abgedeckt werden kann oder sogar offen bleiben kann.

Vorzugsweise ist der Behälter auf ein führerloses Transportfahrzeug aufsetzbar. Ein derartiges Transport­ fahrzeug kann dann ferngesteuert oder nach einem vorge­ gebenen Programm die verschiedenen Aufnahmepositionen abfahren. Der Betrieb der Vorrichtung kann dann weitgehend automatisiert werden. Die Anzahl des erforderli­ chen Bedienungspersonals kann verringert werden.

Vorzugsweise weist das Transportfahrzeug eine Wiegeein­ richtung auf. Damit kann der Behälter in jeder Aufnah­ meposition gewogen werden um festzustellen, ob die be­ nötigte und gewünschte Menge des jeweiligen Ausgangs­ stoffs aufgenommen worden ist.

Mit Vorteil ist die Wiegeeinrichtung durch Anheben des Behälters aktivierbar. Das Anheben des Behälters hat mehrere Vorteile. Zum einen ist es möglich, den Behäl­ ter seitlich ein eine Aufnahme- oder Mischposition ein­ zufahren und durch das Anheben einen dichten Übergang zu einer Abgabeöffnung in der Aufnahmeposition zu schaffen. Gleichzeitig kann in der Aufnahmeposition mit dem Anheben ein Signal abgegeben werden, das den Wiege­ vorgang auslöst. Die Wiegeeinrichtung kann ihrerseits während des Transports stillgesetzt werden, wenn der Behälter nicht angehoben ist.

Mit Vorteil sind der Mischdeckel und der Entleerdeckel über einen Schnellverschluß mit dem Behälter verbind­ bar. Das Wechseln der Deckel erfordert dann nur einen relativ geringen Aufwand. Ein Schnellverschluß läßt sich schnell lösen und schließen.

Auch ist von Vorteil, wenn der Transportdeckel einen den Behälter an dessen Rand in Umfangsrichtung greifen­ den und nach unten vorstehenden Vorsprung aufweist. Der Transportdeckel wird dann lediglich auf den Behälter aufgelegt. Aufgrund des Vorsprungs, der auch umlaufend ausgebildet sein kann, aber nicht muß, ist ein seitli­ ches Abrutschen vom Behälter nicht möglich.

Vorzugsweise ist der Behälter nach Entfernen des Trans­ portdeckels auf seinem vollen Innengrundriß ohne Ein­ schränkungen zugänglich, so daß jede Stelle des Innen­ volumens des Behälters von oben mit rotierenden Misch­ werkzeugen erreichbar ist. Dies erlaubt eine vollstän­ dige Durchmischung der Mischung im Behälter.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung näher beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Anlage zum Erzeugen einer Schüttgutmi­ schung in schematischer Seitenansicht,

Fig. 2 die Anlage in schematischer Draufsicht und

Fig. 3 einen Behälter mit drei verschiedenen Dec­ keln.

Eine Anlage 1 zum Herstellung einer Schüttgutmischung, d. h. eines Gemischs aus Ausgangsstoffen, die zur Her­ stellung einer Backware notwendig sind, weist eine Rei­ he von Vorratsbehältern auf, in denen die Ausgangsstof­ fe, beispielsweise Mehl, Zucker, Salz, Gewürze und Backtreibmittel, vorrätig gehalten und gelagert werden. Die Vorratsbehälter haben unterschiedliche Größen. Es existieren Außensilos 2 mit einer Fassungsvermögen von beispielsweise 60 bis 95 m³ Bruttovolumen, die von ei­ nem Tanklastzug beschickt werden könne. Die Außensilos sind jeweils in Gruppen zu vier zusammengefaßt, die über eine gemeinsame Abgabeeinrichtung 3 verfügen. Wei­ terhin gibt es Innensilos 4 mit ca. 20 m³ Bruttovolu­ men. Diese Innensilos können ebenfalls von Tanklastzü­ gen aus beschickt werden. Eine andere Anlieferung ist ebenfalls denkbar. Auch die Innensilos 4 sind zu Vierergruppen zusammengefaßt. Jede Gruppe verfügt über ei­ ne Abgabeeinrichtung 5.

Für andere Ausgangsstoffe, die in geringerer Menge be­ nötigt werden, sind Kleinsilos 6 vorgesehen, die bei­ spielsweise ein Bruttovolumen von ca. 6 m³ haben. Für Ausgangsstoffe, die in noch geringerer Menge benötigt werden, können auch noch Kleinstsilos 7 vorgesehen sein, die ca. 1 m³ Bruttovolumen pro Silo aufweisen.

Für einige Rezepturen von Schüttgutmischungen ist ein sogenannter Premix erforderlich. Er besteht aus einer bestimmten Menge an vorgewogenen und gemischten Aus­ gangsstoffen, die als fertiger Premix wie ein einziger Ausgangsstoff im System behandelt werden. Für derartig Premix-Mischungen sind Behälter 8, die weiter unten nä­ her erläutert werden, mit der Premix-Mischung gefüllt in Premix-Stationen 9 angeordnet. Die Behälter 8 in den Premix-Stationen 9 sind mit einem Entleerdeckel 10 ver­ sehen, der ebenfalls weiter unten näher beschrieben wird.

In nicht näher dargestellter Weise können noch Kleinstkomponenten aus Fässern oder anderen Vorratsge­ fäßen vorrätig gehalten werden. Gegebenenfalls können die Klein- und Kleinstkomponenten auch mit einer manu­ ellen Verwiegung zusammengestellt werden.

Zum Herstellung einer Schüttgutmischung wird ein Behäl­ ter 8 auf ein führerloses Transportfahrzeug 11 aufge­ setzt, das entlang von Fahrstrecken 12 verfahrbar ist. Die Fahrstrecken 12 sind so ausgelegt, daß das Trans­ portfahrzeug 11 jede Abgabeeinrichtung 3, 5 und auch jede Premix-Station 9 und jeden Klein- und Kleinstsilo 6, 7 erreichen kann. Die Positionen, in denen Material, also die Ausgangsstoffe, aus den Vorratsbehältern 2, 4, 6, 7, 8 in den Behälter 8 eingefüllt werden können, werden als Aufnahmepositionen bezeichnet. Die einzelnen Aufnahmepositionen sind hierbei so weit voneinander entfernt, daß mehrere Behälter 8 auf jeweils einem ei­ genen Transportfahrzeug 11 gleichzeitig befüllt werden können, ohne sich gegenseitig zu behindern.

Während dieses Verfahrensabschnitts ist der Behälter 8 mit einem Transportdeckel 13 versehen, der lose auf ei­ nem Rand 14 des Behälters 8 aufliegt. Der Transportdec­ kel 13 weist nach unten gerichtete Vorsprünge 15 auf, die auch als umlaufende Wand ausgebildet sein können. Die Vorsprünge 15 umgeben den Rand 14 des Behälters 8 und sichern den Transportdeckel 13 so dagegen, daß er seitlich vom Behälter herabrutscht. Eine weitere Befe­ stigung erfolgt nicht. Der Transportdeckel 13 wird un­ ter der Wirkung der Schwerkraft auf dem Behälter 8 ge­ halten. Der Transportdeckel 13 weist mittig eine Auf­ nahmeöffnung 16 auf. In die Aufnahmeöffnung 16 können Stutzen 17 in jeder Aufnahmeposition eingeführt werden, um ein relativ staubarmes Befüllen des Behälters 8 zu ermöglichen.

Die Stutzen 17 können hierbei etwas in vertikaler Rich­ tung abgesenkt werden. Auf dem Transportfahrzeug 12 ist aber auch eine Hubeinrichtung 18 vorgesehen, mit der der Behälter 8 angehoben werden kann, um in Eingriff mit den Stutzen 17 zu kommen. In die Hubeinrichtung 18 ist eine Wiegeeinrichtung 19 integriert. Die Wiegeein­ richtung 19 ist über einen Sender 20 mit einer Steuer­ einrichtung verbunden, die die Abgabe der Ausgangsstof­ fe aus den Behältern 2, 4, 6, 7 in den Behälter 8 steu­ ert. Das Gewicht des Behälter wird also beim Befüllen fortlaufend ermittelt. Wenn ein bestimmtes Gewicht erreicht ist, wird die weitere Befüllung unterbrochen. Da die Wegstrecke, die der Ausgangsstoff zurücklegen muß, um vom Absperrorgan der Abgabeeinrichtung 3, 5 zum Be­ hälter 8 und damit zur Waage zu gelangen, sehr kurz ist und damit die "Unterwegsmenge" sehr klein ist und da man bei der laufenden Überwachung des Gewichts des Be­ hälters beobachten kann, wann das gewünschte Gewicht erreicht werden wird, kann die Zufuhr der Ausgangsstof­ fe rechtzeitig gestoppt und eine sehr exakte Verwiegung erreicht werden.

Die Aufnahmeöffnung 16 kann selbstverständlich beim Verfahren des Behälters 8 zwischen den einzelnen Auf­ nahmepositionen von einem nicht näher dargestellten Deckel verschlossen werden, der manuell oder automa­ tisch entfernt werden kann, um eine Verschmutzung des Inhalts des Behälters 8 zu vermeiden.

Wenn der Behälter 8 alle Komponenten, d. h. alle Aus­ gangsstoffe, eingesammelt hat, dann kann er in einem Lager, beispielsweise einem Hochregallager 21, mit ei­ ner Vielzahl von Stellplätzen 22 abgestellt werden, so­ fern in diesem Augenblick keine Mischkapazität frei ist. Da es für die Größe dieses Lagers praktisch keine Begrenzung gibt, ist eine beliebig lange Zwischenlage­ rung oder eine Veränderung der Chargenreihenfolge zwi­ schen den Verfahrensschritten jederzeit möglich. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, erfolgt das Verfahren des Behälters 8 zum Einsammeln aller Ausgangsstoffe in ei­ ner Ebene. Der Behälter 8 muß also zwischen einzelnen Aufnahmepositionen weder angehoben noch abgesenkt wer­ den, wenn man von dem Anheben auf dem Transportfahrzeug 12 absieht.

Zum Mischen sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Mischstationen 23 vorgesehen, die ebenfalls von der Ebene aus beschickt werden können, in der die Be­ hälter 8 zum Einsammeln der Ausgangsstoffe bewegt wer­ den. Im Grunde gibt es aber für die Zahl der Mischsta­ tionen keine Beschränkung. Da es für das zahlenmäßige Verhältnis untereinander und die Absolute Anzahl der mobilen Behälter und stationären Silos theoretisch kei­ ne Begrenzungen gibt, lassen sich mit diesem Verfahren im Grunde beliebig viele Rezepturen aus beliebig vielen Rohstoffen herstellen. Die Mischstationen 23 sind in den Fig. 1 und 2 nur schematisch dargestellt. Sie wei­ sen, wie in Fig. 3b genauer dargestellt ist, einen Mischdeckel 24 auf. Der Mischdeckel 24 ist über einen Schnellverschluß 25 mit dem Behälter verbindbar. Zuvor muß lediglich der Transportdeckel 13 abgenommen werden. Der Mischdeckel 24 ist stationär. Der Behälter 8 muß also zum Mischdeckel 24 hin transportiert werden. Der Mischdeckel 24 verschließt den Behälter 8 und bildet gleichzeitig eine Befestigungsmöglichkeit für eine Mi­ scheinrichtung 26, die mehrere Mischwerkzeuge 27 an­ treibt. Zusätzlich kann die Mischeinrichtung 26 entwe­ der die Mischwerkzeuge 27 oder die Behälter noch in Richtung der Doppelpfeile 28 verschieben, also anheben und absenken. Wenn der Behälter 8 an den Mischdeckel 24 angedockt wird, sind die Mischwerkzeuge 27 in ihrer obersten Position, so daß der Behälter 8 seitlich ein­ gefahren werden kann, ohne mit den Mischwerkzeugen 27 zu kollidieren. Nach dem Andocken des Behälters 8 an den Mischdeckel 24 werden die Mischwerkzeuge 27 nach unten oder die Behälter nach oben gefahren. Hierbei können sie beispielsweise rotieren, um das Eindringen in die zusammengefaßten Ausgangsstoffe zu erleichtern. Natürlich ist der Mischdeckel 24 in nicht näher darge­ stellt Weise abgedichtet auf dem Behälter 8 befestigt.

Gegebenenfalls kann durch eine am Mischdeckel 24 ange­ brachte Aspiration ein Unterdruck erzeugt werden.

Nach dem Mischvorgang, bei dem auch noch verschiedene Flüssigkeiten zudosiert werden können, bekommt der Be­ hälter 8 seinen Transportdeckel 13 zurück und wird zur Abholung durch ein Transportfahrzeug 12 bereitgestellt. Der Behälter 8 mit dem fertig gemischten Gemisch kann dann entweder wieder in das Lager 21 zurückgebracht werden, oder er kann, je nach Auslastung und Planung des Ablaufs, direkt in eine Abfüllstation 29 verfahren werden.

Alternativ besteht auch die Möglichkeit, die so herge­ stellte Mischung wieder als Premix für eine Folgecharge zu verwenden. Dazu kann der Behälter 18 entweder direkt oder über das Lager 21 auf eine Premix-Entnahmestation 9 verbracht werden.

Zur Vorbereitung des Abfüllens oder der Verwendung als Premix bekommt der Behälter 8 einen Entleerdeckel 10 (Fig. 3c). Der Entleerdeckel 10 ist mit dem Behälter 8 ebenfalls über Schnellverschlüsse 25 verbunden. Wie in Fig. 1 oben dargestellt ist, wird der Behälter 8 um 180° gewendet, so daß die in ihm befindliche fertige Mischung über eine Austragseinrichtung 31 zu einer Ab­ sackstation 32 gelangen kann. Der Entleerdeckel 10 hat die Form eines Trichters, der nach dem Umdrehen des Be­ hälters nach unten weist.

Der dann nicht mehr benötigte Transportdeckel 13 wird in ein nicht näher dargestelltes Transportdeckellager zurückgebracht. Nach dem Abschluß des Entleervorgangs wird der Entleerdeckel 10 ebenfalls in ein nicht näher dargestelltes Entleerdeckellager zurückgebracht und für weitere Entleerungsvorgänge von anderen Behältern 8 be­ reitgehalten.

Behälter 8, die den Premix aufgenommen haben, werden in die Premix-Station 9 gebracht und stehen dort zur Abga­ be von Premix zur Verfügung.

Nach der Entleerung können die einzelnen Behälter 8, die Transportdeckel 13 und die Entleerdeckel 10 gerei­ nigt werden, wobei dies mit relativ geringem Aufwand problemlos möglich ist, weil relativ große und glatte Flächen zur Verfügung stehen.

Eine weitere Besonderheit des Verfahrens ist darin zu sehen, daß die einzelnen Verfahrensschritte Zusammen­ führen der Komponenten, Mischen, Konditionieren und Ab­ füllen keinerlei physische Verbindungen (Rohrleitungen, Förderwege etc.) erfordern, sondern nur logisch über Software-Eingaben im Rezept bzw. der Verfahrensanwei­ sung verknüpft sind. Zwischen den einzelnen Verfahrens­ schritten können die Behälter 8 immer in das Pufferla­ ger 21 verbracht werden. Dadurch kann die Herstellung einer Charge nach jedem beliebigen Verfahrensschritt unterbrochen werden. Hierdurch ist es möglich, die Ab­ folge der Behandlung der einzelnen Chargen in jedem Verfahrensschritt anders zu optimieren. Es ist jeder­ zeit möglich, ohne daß an der Anlage Umbauten vorgenom­ men werden müssen, einzelne Verfahrensschritte wegzu­ lassen oder weitere Verfahrensschritte hinzuzufügen. Es ist sogar möglich, die Chargen nach Durchführung be­ stimmter Verfahrensschritte vollständig aus der Anlage zu entnehmen, extern beliebige Verfahrensschritte oder Kontrollen durchzuführen und anschließend die Bearbei­ tung mit weiteren Verfahrensschritten in der Anlage fortzusetzen.

Claims (21)

1. Verfahren zur Herstellung eines Gemischs aus Aus­ gangsstoffen, die in räumlich voreinander getrenn­ ten Vorratsbehältern bereitgehalten, in einem Behäl­ ter zusammengeführt und in demselben Behälter unter Einsatz von mechanisch angetriebenen Mischwerkzeu­ gen gemischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter zur Aufnahme der Ausgangsstoffe in un­ terschiedliche, mit jeweils mindestens einem Vor­ ratsbehälter verbundene Aufnahmepositionen ver­ bracht wird und daß der Behälter durch das Auswech­ seln von Deckeln an unterschiedliche Funktionen an­ gepaßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus demselben Behälter direkt einer Abfüllung zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine der Aufnahmepositio­ nen unterhalb des zugeordneten Vorratsbehälters an­ geordnet ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Aufnahmepositionen durch Bewegung des Behälters in einer Ebene erreichbar sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter in vorbestimmten Aufnahmepositionen gewogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiegen beim Befüllen erfolgt und das Befül­ len in Abhängigkeit vom Gewicht gesteuert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter für jede neue Be­ füllung eine Chargenkennung zugeordnet wird und die Zugabe der Ausgangsstoffe und gegebenenfalls weite­ re herstellungsrelevante Daten anhand der Chargen­ kennung protokolliert werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Mischposition ein ortsfester Deckel verwendet wird, an dem der Behäl­ ter angedockt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengeführten Ausgangs­ stoffe und/oder das Gemisch in dem Behälter zwi­ schengelagert werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenlagern in einer anderen räumlichen Ebene als das Befüllen der Behälter erfolgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verfahrens­ schritte durch jederzeit veränderbare logische Ver­ knüpfungen miteinander verbunden sind.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß bei jeder Charge Verfah­ rensschritte ohne anlagemäßige Veränderung hinzuge­ fügt oder fortgelassen oder die Verfahrensschritte in ihrer Reihenfolge und/oder Dauer beliebig vari­ iert werden können, ohne andere Chargen zu beein­ flussen.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die beim ersten Verfah­ rensschritt gewählte Reihenfolge der Chargen kei­ nerlei Einfluß auf die Reihenfolge hat, in welcher die Chargen bei den folgenden Verfahrensschritten behandelt werden.

14. Vorrichtung zur Herstellung eines Gemischs aus Aus­ gangsstoffen, die in räumlich voneinander getrenn­ ten Vorratsbehältern angeordnet sind, mit einem Be­ hälter, der mit den Ausgangsstoffen befüllbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (8) aus­ wechselbare Deckel (13, 24, 10) aufweist, von denen mindestens einer als Transportdeckel (13) und min­ destens einer als Mischdeckel (24) mit einer in den Behälter einfahrbaren Mischvorrichtung (27) ausge­ bildet ist und daß ein weiterer, als Entleerdeckel ausgebildeter Deckel auf dem Behälter aufsetzbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß der Transportdeckel (13) eine Befüllöff­ nung (16) aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Behälter (8) auf ein führer­ loses Transportfahrzeug (11) aufsetzbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß das Transportfahrzeug (11) eine Wiegeein­ richtung (19) aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wiegeeinrichtung (19) durch Anheben des Behälters (8) aktivierbar ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß der Mischdeckel (24) und der Entleerdeckel (10) über einen Schnellverschluß (25) mit dem Behälter (8) verbindbar sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß der Transportdeckel (13) einen den Behälter (8) an dessen Rand (14) in Um­ fangsrichtung greifenden und nach unten vorstehen­ den Vorsprung (15) aufweist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß der Behälter (8) nach Entfernen des Transportdeckels (13) auf seinem vol­ len Innengrundriß ohne Einschränkungen zugänglich ist, so daß jede Stelle des Innenvolumens des Be­ hälters (8) von oben mit rotierenden Mischwerkzeu­ gen erreichbar ist.