Rohrschleppseilförderer helfen Unternehmen dabei, grüne Kaffeebohnen in glatte Mischungen zu verwandeln

Eine Kaffeerösterei spezifiziert Rohrschleppkabelförderer für den Produktionsprozess einer neuen Anlage, um die Betriebskosten zu senken und die Produktionseffizienz zu verbessern.

Apffel's Fine Coffees, Santa Fe Springs, Kalifornien, produziert eine breite Palette individuell gemischter regulärer und aromatisierter Vollbohnen- und gemahlener Kaffees sowie anderer Kaffeezutaten für Lebensmittelgeschäfte, Eigenmarkenhersteller und Gastronomiebetriebe. Das Unternehmen importiert handverlesene grüne Kaffeebohnen und maßgeschneiderte Mischungen und röstet sie, um daraus ganze Bohnen- und gemahlene Kaffeeprodukte herzustellen, die für den Vertrieb in 1-Unzen- bis 5-Pfund-Ventilbeuteln verpackt werden. Anfang 2004 arbeitete das Unternehmen mit einem Ingenieurbüro zusammen, um eine neue moderne computergestützte Röstanlage für Kleinserien- und Großserienproduktionen zu entwerfen und zu bauen. Bei der Planung der Anlage musste das Unternehmen ein Fördersystem installieren, das die Kaffeebohnen und den gemahlenen Kaffee effizient und schonend durch den Produktionsprozess transportiert, ohne die Produktqualität zu beeinträchtigen.

Suche nach besseren Förderern

In der Vergangenheit nutzte das Unternehmen Becherwerke, Schnecken und pneumatische Druckfördersysteme, um die Bohnen und den gemahlenen Kaffee durch die Misch-, Röst-, Mahl-, Aromatisierungs- und Verpackungsprozesse zu transportieren. Diese Förderer waren jedoch wartungs- und arbeitsintensiv und erforderten übermäßige Produktionsstillstandszeiten zur Reinigung zwischen den Produktläufen, um Kreuzkontaminationen zu verhindern. „Dies hielt unsere Betriebskosten hoch und verringerte unsere Produktionseffizienz“, sagt Darryl Blunk, Präsident von Apffel. „Aufgrund ihrer Funktionsweise zerbrachen die Förderbänder auch die gerösteten Kaffeebohnen und gaben den Kaffeesatz frei. Das war ein Problem, weil wir am Ende, wenn wir das Endprodukt verpacken, unversehrte Bohnen und eine gleichmäßige Mahlverteilung wünschen.“

Als sich das Unternehmen für den Bau der neuen Anlage entschied, arbeitete es eng mit Nohbell Corp., Bellevue, Washington, zusammen, einem Ingenieurbüro, das auf die Planung, Entwicklung und Implementierung von Lieferkettenabläufen für Kaffee-, Wein- und Lebensmittelverarbeiter spezialisiert ist. Bereits in der Planungsphase empfahl das Ingenieurbüro dem Unternehmen den Einsatz geschlossener Rohrschleppseilförderer, um die Bohnen und den gemahlenen Kaffee durch den Produktionsprozess zu transportieren. Basierend auf der Erfahrung des Ingenieurbüros in der Kaffeeindustrie würden diese langsam laufenden, staubfreien Förderbänder die bröckeligen gerösteten Bohnen und den gemahlenen Kaffee vorsichtig transportieren, ohne die Bohnen zu zerbrechen oder den Kaffeesatz zu schichten. Und aufgrund der Art und Weise, wie die Förderer das Material durch die geschlossenen Rohre transportieren, würden sie auch den Wartungs- und Reinigungsaufwand reduzieren und die Produktionseffizienz und Produktqualität verbessern.

Das Unternehmen schickte Proben zum Testen an einen empfohlenen Förderbandlieferanten. Der Lieferant, Cablevey Conveyors, Oskaloosa, Iowa, stellt maßgeschneiderte Fördersysteme für die Lebensmittelverarbeitung, Landwirtschaft, Holz- und andere Schüttgutindustrie her. Die Tests erwiesen sich als erfolgreich und die Ingenieure des Unternehmens arbeiteten mit dem Ingenieurteam des Lieferanten zusammen, um acht Fördersysteme für die neue Anlage individuell zu entwerfen.

Die Rohrschleppseilförderer

Ende 2004 installierten die Techniker des Zulieferers in der neuen Röstanlage des Unternehmens acht Rohrschleppkabelförderer der Serie 4000, von denen einige über mehrere Entladungen verfügen. Jeder Förderer besteht aus zwei geschlossenen Rohrabschnitten mit 4 Zoll Durchmesser (einem Zufuhr- und einem Rücklaufrohr) mit einem Wendeabschnitt an einem Ende und einer 5-PS-Antriebs- und Kettenradbaugruppe mit variabler Geschwindigkeit am anderen Ende. Der Wendeabschnitt verbindet die Einlauf- und Rücklaufrohre am Einlaufende und verfügt über eine automatische Kabelspannvorrichtung. Die Antriebs- und Kettenradbaugruppe verbindet die Rohre am Auslassende und bildet einen kontinuierlichen Kreislauf. Bei Bedarf leitet eine strategisch platzierte mechanische Ecke im Förderkreislauf das Material horizontal oder vertikal im rechten Winkel um. Der Förderer besteht aus Edelstahl und ist daher für Anwendungen in Lebensmittelqualität geeignet.

In den umschlossenen Rohren ist ein durchgehendes, flexibles Edelstahlkabel installiert, und in regelmäßigen Abständen sind feste kreisförmige Scheiben aus lebensmittelechtem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMW-PE) am Kabel montiert. Die Scheiben sind so geformt, dass sie die Bewegung des Materials erleichtern und den Verschleiß verringern. Da die Scheiben fast den gleichen Durchmesser wie die Rohre haben, sorgt ihr enger Abstand zu den Rohrwänden dafür, dass das Material während des Transports zwischen ihnen bleibt und Rückstände an den Rohrwänden minimiert werden. Um Ausfallzeiten zwischen Produktläufen zu minimieren, hält eine am Kabel montierte Reinigungsscheibe in Lebensmittelqualität die Rohre sauber, und ein kontinuierlich arbeitender Luftmesser an den Auslässen bläst beim Vorbeilaufen Luft über die Scheiben, um jegliches Material von ihnen zu entfernen.

Die Produktionsanlagen und Fördersysteme sind vollständig automatisiert und in eine zentrale Steuerung integriert, sodass der gesamte Prozess von einem Standort aus ferngesteuert und überwacht werden kann. Über die Controller-Schnittstelle erstellt ein Bediener ein Rezept für ein individuell gemischtes Kaffeeprodukt und drückt den Startknopf. Die Steuerung öffnet und schließt dann automatisch die notwendigen Ventile und Fördersystemauslässe, um die Bohnen und den gemahlenen Kaffee durch den Produktionsprozess zu transportieren, von der Beutelaufbrechstation bis zur Verpackungsmaschine.

Um ein individuell gemischtes Kaffeeprodukt herzustellen, leert ein Bediener die angegebenen Beutel mit grünen Kaffeebohnen in den Trichter einer Beutelaufbrechstation. Die Bohnen werden aus dem Trichter in einen kleinen Becherelevator entladen, der die Bohnen nach oben und zu einem Trichter bewegt, der mit Größen- und Siebgeräten verbunden ist. Dieses Gerät entfernt übergroße Bohnen und alle Fremdmaterialien wie Stöcke oder Steine. Die Bohnen werden gewogen und anschließend in das erste Rohrschleppseilfördersystem abgelassen, das sie in eines von sechs Silos befördert. Um die Bohnen zu mischen, aktiviert die Steuerung die entsprechenden Silo-Entleerungsventile, um die richtige Bohnenkombination durch Schwerkraft in einen großen Trichter zu entleeren, der sie an das zweite Fördersystem entlädt, das die Mischung über die beiden Systeme des Systems zu einem von zwei Röstern zum Rösten befördert Entladungen.

Die gerösteten Bohnen gelangen in das dritte Fördersystem, das sie zu einem von zwölf Lagersilos transportiert. Die Steuerung aktiviert die entsprechenden Entleerungsventile des Lagersilos, um die Bohnen durch Schwerkraft in das vierte Fördersystem zu entleeren, das die Bohnen über die vier Entleerungen des Systems an einen von drei Orten transportieren kann: den Aromaraum, eine von zwei Mühlen oder den Verpackungsraum Fördersystem. Wenn die Bohnen einer Mühle zugeführt werden, gelangt der gemahlene Kaffee in das fünfte Fördersystem, das ihn über die beiden Austragungen des Systems entweder zu einem von vier Entgasungssilos oder zum Fördersystem des Verpackungsraums befördern kann. Das sechste Fördersystem transportiert den gemahlenen Kaffee aus den Entgasungssilos über die beiden Entladungen des Systems entweder zum Aromatisierungsraum oder zum Verpackungsraum-Fördersystem.

Das Verpackungsraum-Fördersystem ist das siebte System und transportiert sowohl normale als auch aromatisierte Kaffeebohnen und gemahlenen Kaffee über die vier Ausläufe des Systems zu einer von vier Verpackungsstationen. Um Nacharbeiten wieder in den Produktionsprozess einzubinden, nutzt das Unternehmen das achte Fördersystem. Über die beiden Entladungen dieses Systems kann das Material entweder zum dritten Fördersystem, das mit den Vorratssilos verbunden ist, oder zum vierten Fördersystem, das mit den Fördersystemen für Mühlen, Aromaraum und Verpackungsraum verbunden ist, transportiert werden.

Laut Guillermo Contreras, dem Produktionsleiter von Apffel, betreibt das Unternehmen die Fördersysteme mit 85 Prozent ihrer maximalen Geschwindigkeit von 100 Fuß pro Minute und kann 3.000 Pfund gemahlenen Kaffee in etwa 45 Minuten von einer Mühle zu den Entgasungssilos befördern. Insgesamt verfügen die acht Fördersysteme über insgesamt 1.970 Fuß Rohrlänge. Um die Sicherheit während des Betriebs zu gewährleisten, schaltet sich das System automatisch ab und gibt einen Alarm aus, um die Bediener zu warnen, wenn ein Kabel zu schnell gespannt wird oder reißt oder eine Wendeabschnittsabdeckung geöffnet wird.

Verbesserung des Produktionsprozesses

Seit der Installation der Rohrschleppseilförderer in der neuen Röstanlage haben sich die Reinigungszeiten zwischen den Produktläufen sowie der Wartungs- und Arbeitsaufwand erheblich verringert. „Die Reinigungsscheiben in den Tuben entfernen nahezu alles und hinterlassen kaum oder gar keine Rückstände an den Tubenwänden, sodass zwischen den Produkten nur etwa fünfzehn bis zwanzig Minuten vergehen“, sagt Contreras. „Wir verwenden sie seit mehr als sieben Jahren und ich musste nicht viel an ihnen machen, außer die Getriebe, Wendevorrichtungen und Antriebe zu warten. Und wenn einmal ein Kabel oder eine Scheibe kaputt geht, müssen wir nur einen neuen Kabelabschnitt einspleißen oder eine neue Scheibe am Kabel montieren und schon kann es wieder losgehen. Es dauert nur etwa eine Stunde, je nachdem, wo die Pause auftritt, und ich habe genügend Ersatzteile vor Ort. Einmal mussten wir ein komplettes Kabel austauschen und das System war nur etwa einen halben Tag lang außer Betrieb, was viel weniger Zeit ist, als die Reparatur der Becherwerke in Anspruch nehmen würde.“

Die Fördersysteme haben auch die Produktionseffizienz und Produktqualität des Unternehmens verbessert. „Die Förderbänder bewahren die Mahlkonsistenz, während sie den gemahlenen Kaffee durch den Prozess bis zur Verpackung transportieren“, sagt Blunk. „Außerdem haben wir einen erheblichen Rückgang des Bohnenbruchs festgestellt, weil die Förderbänder die Bohnen so sanft bewegen. Sie haben uns wirklich dabei geholfen, die Qualität unserer Vollbohnen- und gemahlenen Kaffeeprodukte zu verbessern und aufrechtzuerhalten.“

Wenn das Unternehmen den aktuellen Produktionsprozess erweitert oder einen neuen hinzufügt, ist laut Blunk der Lieferant der erste, den er für Förderbänder anruft. „Ihre Fördersysteme ermöglichen es uns, seit mehr als sieben Jahren konstant Produkte von höchster Qualität zu produzieren und problemlos einen staubfreien, hygienischen Betrieb aufrechtzuerhalten, was aus Sicht der Lebensmittelsicherheit von entscheidender Bedeutung ist“, sagt er. „Sie waren ein guter Partner und haben immer reagiert. Wir haben sie mit dieser Installation definitiv herausgefordert, aber während des Installationsprozesses haben wir Dinge entdeckt, die ihnen geholfen haben, ihre Förderer zu verbessern und zu verbessern. Ich denke, es war eine Win-Win-Situation für uns beide.“ PBS

Hinweis: Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in den unter „Mechanische Förderung“ aufgeführten Artikeln im Artikelindex von Powder and Bulk Engineering in der Dezemberausgabe 2012 und auf der Website von PBE, www.powderbulk.com, sowie in Büchern, die über die Website im PBE Bookstore erhältlich sind . Sie können Kopien früherer PBE-Artikel auch unter www.powderbulk.com erwerben.