Volumetrische vs. gravimetrische Dosierung

Eine der wichtigsten Entscheidungen bei der Auswahl eines Dosiersystems ist die Wahl zwischen volumetrischer und gravimetrischer Dosierung. Beide Verfahren werden in zahlreichen Industrien eingesetzt, darunter die Kunststoff-, Chemie-, Lebensmittel-, Pharma-, Batterie- und Mineralstoffindustrie. Welche Lösung die richtige ist, hängt von Faktoren wie den Materialeigenschaften, den Anforderungen an die Dosiergenauigkeit, den Prozessbedingungen und den Produktionszielen ab.

Was ist volumetrische Dosierung?

Volumetrische Feeder steuern den Materialfluss auf Basis eines definierten Volumens pro Zeiteinheit. Dazu fördert das Dosiersystem eine bestimmte Materialmenge, indem ein Dosierorgan, beispielsweise eine Schnecke, ein Austragsschneckenförderer, ein Band oder ein Vibrationssystem, mit einer festgelegten Geschwindigkeit betrieben wird.

Da die Dosierung auf dem geförderten Volumen basiert, hängt die tatsächlich ausgetragene Materialmenge von einer konstanten Schüttdichte des Materials ab. Ändert sich die Schüttdichte, kann sich auch die tatsächlich dosierte Masse verändern, obwohl der Feeder weiterhin mit derselben Geschwindigkeit arbeitet.

Was ist gravimetrische Dosierung?

Gravimetrische Dosierer steuern den Materialfluss auf Basis des tatsächlichen Gewichts pro Zeiteinheit. Im Gegensatz zur volumetrischen Dosierung, die sich am geförderten Volumen orientiert, misst das System kontinuierlich die tatsächlich dosierte Materialmenge und passt den Betrieb des Dosierers automatisch an, um die gewünschte Dosierleistung einzuhalten.

Die meisten gravimetrischen Dosiersysteme nutzen Wägezellen oder Plattformwaagen zur Erfassung von Gewichtsänderungen. Bei einem Loss-in-Weight-Dosierer wird beispielsweise die Geschwindigkeit gemessen, mit der das Gewicht des Dosierers während der Materialabgabe abnimmt. Auf Basis dieser Informationen korrigiert das System automatisch mögliche Schwankungen im Materialfluss.

Da kontinuierlich das tatsächliche Materialgewicht erfasst wird, können gravimetrische Dosierer auch dann eine hohe Dosiergenauigkeit sicherstellen, wenn sich die Schüttdichte des Materials während der Produktion verändert.

Wie die Schüttdichte die Dosiergenauigkeit beeinflusst

Einer der wichtigsten Unterschiede zwischen volumetrischer und gravimetrischer Dosierung liegt im Umgang mit Veränderungen der Schüttdichte.

Viele Schüttgüter weisen während der Produktion keine konstante Schüttdichte auf. Faktoren wie Verdichtung, Auflockerung, Partikelgrößenverteilung, Feuchtigkeitsgehalt, Nachfüllbedingungen oder das Fließverhalten des Materials können zu Schwankungen der Schüttdichte führen. In solchen Fällen kann ein volumetrischer Feeder eine andere Materialmasse fördern als vorgesehen, da er weiterhin dasselbe Volumen dosiert.

Ein gravimetrischer Feeder misst dagegen kontinuierlich das tatsächliche Materialgewicht und passt die Förderleistung automatisch an, um die gewünschte Dosierleistung einzuhalten. Dadurch eignet sich die gravimetrische Dosierung besonders für Prozesse, bei denen eine gleichbleibende Rezeptur und eine konstante Produktqualität entscheidend sind.

Welche Dosiermethode ist die richtige für Ihre Anwendung?

Keine der beiden Dosiermethoden ist grundsätzlich besser. Die optimale Lösung hängt stets von den jeweiligen Prozessanforderungen ab.

Eine volumetrische Dosierung kann ausreichend sein, wenn frei fließende Materialien mit gleichbleibenden Eigenschaften verarbeitet werden und moderate Schwankungen der Dosierleistung akzeptabel sind.

Eine gravimetrische Dosierung ist häufig die bevorzugte Wahl, wenn Genauigkeit, Prozessstabilität, Rückverfolgbarkeit und umfassende Prozesskontrolle entscheidende Anforderungen darstellen. Besonders bei Anwendungen mit mehreren Komponenten, anspruchsvollen Rezepturen oder Materialien mit schwankender Schüttdichte bietet sie klare Vorteile.

Bei der Auswahl eines Feeders sollten Hersteller insbesondere folgende Faktoren berücksichtigen:

• Anforderungen an die Dosiergenauigkeit
• Fließverhalten des Materials
• Stabilität der Schüttdichte
• Anforderungen an Produktqualität und Rezepturtreue
• Empfindlichkeit des Prozesses gegenüber Dosierschwankungen
• Produktionskapazität und Durchsatzanforderungen
• Anforderungen an Rückverfolgbarkeit, Dokumentation und regulatorische Vorgaben