Waarom een flowmeter gebruiken in plaats van een weegschaal?

Nauwkeurig doseren met een flowmeter in plaats van een weegschaal

Als het gaat over het doseren van ingrediënten, zoals smaak- en geurstoffen, is de weegschaal vaak het eerste meetinstrument waar men aan denkt, ongeacht in welke sector men werkzaam is. Maar waarom zou je geen flowmeter gebruiken?

Nu hoor ik je denken … een flowmeter? Jazeker! Een massflowmeter is een inline weegmethode en biedt verschillende voordelen ten opzichte van een traditionele weegschaal, met name in processen waarbij ingrediënten moeten worden gedoseerd.

Dosering van vloeibaar vaccin in fles met flowmeter

Kenmerken Weegschaal

Statisch meten
Stap voor stap doseren
Batch proces

Kenmerken Massflowmeter

Inline meten
Parallel doseren / cluster doseren
Semi-continu proces

Weegschaal versus massflowmeter

Allereerst de weegschaal: met een weegschaal kun je statisch meten. Voor een nauwkeurig en herhaalbaar resultaat heeft de weegschaal een paar seconden nodig om te stabiliseren. Wanneer een vloeistof nog klotst en tot rust moet komen, kan het langer duren.

Tijdens het doseerproces worden de ingrediënten stap voor stap gedoseerd, in een sequentieel proces. Het is niet mogelijk om meerdere additieven tegelijk toe te voegen met maar één weegschaal.

Meerdere massflowmeters gebruikt voor dosering van ingrediënten

Gebruik je een flowmeter als inline weegmethode, dan kan dit wel! Als je een massflowmeter met een pomp of klep combineert, kun je meerdere ingrediënten tegelijk doseren. Zo creëer je een semi-continu doseerproces in plaats van een batchproces. Bovendien creëer je met deze combinatie van flowmeter en pomp een direct geregeld proces, wat betekent dat de flowmeter de pompsnelheid rechtstreeks kan aanpassen.

Ik geef toe: een batchproces is makkelijker op te zetten. Maar dan moet je wel elke batch regelen, produceren en controleren. Dit kan risico’s met zich meebrengen, zoals: inconsistentie tussen batches, productieverliezen, beschikbaarheid en benodigde opslagruimte voor (voorgemengde) additieven. Veranderingen in het product kunnen dan leiden tot hoge
omstel en -opstartkosten.

Semi-continue processen bieden per definitie de mogelijkheid om de hoeveelheid afval of overtollige voorraad te beperken en in kortere tijd meer producten te maken. Ook kun je fouten makkelijker herkennen en corrigeren, doordat je direct kunt ingrijpen, zelfs tijdens de doseercyclus. Zo ontstaat een proces met minder onderbrekingen.

Sproeien van olie op bakplaten in de voedselproductie

Doseerproces met een weegschaal

Om met een weegschaal toch een snelle vultijd mogelijk te maken, worden sterk geconcentreerde additieven vaak voorgemengd in een batchtank, voordat ze in het productieproces worden gedoseerd. Tussen verschillende batches door moeten de mengtanks en delen van het bottelsysteem worden geleegd en schoongemaakt om kruisbesmetting te voorkomen en hygiëne te waarborgen.

Ook is het belangrijk om elk (mechanisch en fysiek) contact met de weegschaal tijdens de weegprocedure te voorkomen, zodat de nauwkeurigheid van de weegschaal niet in gevaar komt.

Sequentieel doseerproces

Als je een stuk of tien ingrediënten mengt, of een lange verwerkingstijd hebt in je dispenser, zullen de ingrediënten deels verdampen. In hoeverre dat gebeurt, hangt af van de grootte van de flesopening, de temperatuur en het type draagvloeistof.

Het gebruik van vluchtige, gevaarlijke of stinkende additieven leidt tot potentiële geuroverlast voor de omgeving en soms zelfs tot ernstigere risico’s op het gebied van gezondheid, veiligheid en milieu. Vaak zijn er extra veiligheids-, ventilatie- en mechanische maatregelen nodig om deze gevolgen tegen te gaan.

Laten we dit nu eens vergelijken met de inline weegmethode met behulp van flowmeters:

Voordelen van inline wegen met een massflowmeter

1. Sneller doseren

Bij inline massadosering is voormengen niet nodig. Je kunt echt “bottelen op aanvraag” in het laatste stadium van het productieproces, of zelfs rechtstreeks in de uiteindelijke houder of fles. Het toevoegen van kleine doses additieven, in grammen of milligrammen, gaat heel eenvoudig, in minder dan een seconde. Ook kun je makkelijk veranderingen doorvoeren, zelfs tijdens een productiecyclus.

Moderne (mass)flowmeters met ingebouwde PID-regelaars zijn zeer nauwkeurig en kunnen doseren met hoge snelheid. Ze kunnen worden gebruikt als inline weegschaal en worden gecombineerd met een klep of pomp om rechtstreeks te regelen. Zo kun je meerdere ingrediënten eenvoudig gelijktijdig, snel en met maximale herhaalbaarheid doseren.

Lees meer over snelle batchdosering in onze blog ‘Snelle batchdosering in vullijnen’.

Blog over batchdosering

2. Beschikbaarheid systeem

De totale bedrijfstijd van het systeem wordt verlengd, omdat er minder hoeft te worden schoongemaakt tussen batches door. Bij een inline proces zijn er ook geen afwijkingen tussen de verschillende batches. De doseerkwaliteit is uitstekend, doordat correcties in het doseerproces direct worden doorgevoerd, bijvoorbeeld verandering in druk, viscositeit of temperatuur.

Voorbeeld van vloeistofdosering met on-board firmware op mass flow controller

Voorbeeld van vloeistofdosering met on-board firmware op massflowregelaar

3. Ingrediënten semi-continu (cluster) doseren

Een uniek kenmerk van inline doseren is de mogelijkheid om meerdere ingrediënten in één geclusterde doseerstap parallel te doseren, zodat er een semi-continu proces ontstaat.

De ingebouwde doseerregelaar maakt gebruik van intelligente doseer-firmware om tot de hoogst mogelijke nauwkeurigheid en snelheid te komen, met automatische correctiemechanismen, zonder dat daar direct een ingewikkeld PLC-programma bij nodig is.

4. Minder risico

Doordat het doseerproces snel kan worden uitgevoerd, wordt de hoeveelheid verdamping sterk beperkt. Dat zorgt voor aanzienlijk minder risico’s, waardoor wellicht de eerder beschreven veiligheidsmaatregelen kunnen worden versoepeld.

Net als vele andere technologieën is inline doseren met een massflowmeter natuurlijk wel tot op zekere hoogte afhankelijk van specifieke procesparameters. Deze bepalen welke van de genoemde voorbeelden in jouw geval van toepassing zijn.

Bronkhorst kan je helpen

Ben je nieuwsgierig geworden en wil je weten welke voordelen in jouw geval van toepassing zijn? Bij de meeste projecten die we uitvoeren beginnen we met advies voor de systeemconfiguratie, een basisdemonstratie en een proof-of-concept. Neem contact met ons op om te ontdekken wat we voor jou kunnen betekenen!

_{Video met uitleg over het principe van de bypass-technologie: batchdosering op hoge snelheid met massflowregelaars}

Van weegschaal naar inline wegen