Redaktionelle Beiträge

HYGHSPIN-Pumpen flexibel einsetzbar

Getränkehersteller vertrauen auf hygienische Schraubenspindelpumpen.

Überall dort, wo sensible Produkte schonend und zuverlässig transportiert werden müssen, sind HYGHSPIN-Schraubenspindelpumpen von Jung Process Systems im Einsatz. Das betrifft die Herstellung von Fruchtsaft und Fruchtsaftkonzentraten ebenso wie den Transport von Hefe oder Maische in Brauereien. Die mobile Pumpenvariante wird primär dort eingesetzt, wo Lagertanks, Behälter oder Tankwagen entleert oder befüllt werden.

Schraubenspindelpumpe in hygienischer Ausführung für den ­Einsatz in der Getränkeindustrie

Vor allem für Förderaufgaben mit hohen Anforderungen an Produktschonung, Viskositäts- und Fördermengenspektrum sowie Robustheit und Langlebigkeit setzen viele Unternehmen aus der Getränkeindustrie auf die HYGHSPIN-Schraubenspindelpumpen. Beispiel Fruchtsäfte: Sie werden im Ursprungsland in der Regel mittels Fallstromverdampfern konzentriert. Dabei werden sowohl Wasser als auch Fruchtaromen und Essenzen entzogen. Dann wird das Fruchtsaftkonzentrat eingefroren, zum Bestimmungsland transportiert und vor Ort weiterverarbeitet und abgefüllt. Der zur Saftrückgewinnung erforderliche Mischprozess findet in grossen Mischtanks statt. Hier werden Konzentrate unterschiedlicher Viskosität und Säuregrade mit Wasser, Aromen und Essenzen in einem geschlossenen Kreislauf bis zur gewünschten Homogenität rückverdünnt. Um die Wärmeaufnahme während des Prozesses so gering wie möglich zu halten, ist ein Plattenwärmetauscher integriert. Schraubenspindelpumpen meistern dabei die grösste Herausforderung für die Fruchtsafthersteller: eine konstante Fliessgeschwindigkeit im Kreislauf sicherzustellen, auch dann wenn Saft unterschiedlicher Viskosität und/oder unterschiedlicher Zuckerkonzentration gepumpt wird. Ein Betreiber hat sich exakt aufgrund dieser Vorteile für die HYGHSPIN entschieden, da er mit diesen Schraubenspindelpumpen die Vorteile niedriger NPSHr-Werte und einer stufenlosen Regelung der Fördermengen erreicht. Darüber hinaus laufen die HYGHSPIN-Pumpen aufgrund ihrer überlegenen Konstruktion auch unter diesen schwierigen Bedingungen sehr verschleissarm. Insgesamt wurden sechs der leistungsstärksten Schraubenspindelpumpen der HYGHSPIN-Baureihe ausgeliefert. In diesem speziellen Anwendungsfall fördern sie 95 m3/h gegen 12 bar. Das ermöglicht die Be- und Entladung des Tanks in wenigen Stunden. Abhängig von der Viskosität sind die Pumpen in der Lage, bis zu 300 m3/h zu fördern und gegen einen maximalen Differenzdruck von 16 bar zu arbeiten.

Produktschonende Förderung hat oberste Priorität

Obwohl in Brauereien überwiegend Kreiselpumpen zum Einsatz kommen, gibt es einige kritische Schritte im Brauprozess, die den Einsatz hygienischer Verdrängerpumpen erforderlich machen. Dies betrifft zum Beispiel die Förderung von Maische oder Hefe. Für diese anspruchsvollen Förderaufgaben zum Beispiel in der Hefeeindosierung oder auch bei der Heferückgewinnung bietet das Unternehmen Schraubenspindelpumpen in verschiedenen Baugrössen an. Beispielsweise wird die HYGHSPIN 70 mit doppelt wirkender Gleitringdichtung zum Transport von Bierhefe eingesetzt. Die Vielseitigkeit der Pumpe zeigt sich an den Betriebsdaten für Produkttransfer und CIP-Reinigung. Bei einer Temperatur von 90 °C besitzt die Hefe in diesem Einsatzfall eine Viskosität von 320 mm2/s. Die Fördermenge liegt bei maximal 11 m3/h bei einem Differenzdruck bis zu 10,5 bar. Im CIP-Prozess werden maximal 24 m3/h gegen 2 bar mit der gleichen Pumpe gefahren.

Berührungslos laufende Förderschrauben für absolut schonende Produktförderung

Mobile Einheiten zur schnellen Vor-Ort-Nutzung

Das Befüllen und Entleeren von Tanklastzügen, stationären Tanks und Behältern, in denen unter anderem viskose Saftkonzentrate, -aromen, -essenzen oder Hefen gelagert werden, stellt einen entscheidenden Teil der Prozesskette in der Getränkeherstellung dar. Da diese Förderaufgaben häufig mit wechselnden Einsatzorten für die Pumpen verbunden sind, setzen Getränkehersteller in der Regel mobile Pumpenausführungen ein, um sie direkt am Einsatzort mit kurzer Saugleitung optimal am Betriebspunkt fahren zu können. Jung Process Systems folgt diesen Anforderungen und liefert auf Kundenwunsch die HYGHSPIN-Pumpen als komplettes Aggregat auf mobilen Gestellen.

Die Käsequalität hängt nicht nur von der Güte der Rohware ab, sondern auch von der Technik. Zur Vermeidung des un­erwünschten Käsestaubs hat HänyTec in einer Käserei die neue Packo-Kreiselpumpe eingesetzt und damit überzeugende Resultate erzielt.

Käsestaub kann zur Qualitätsminderung bei der komplexen Käseherstellung führen. Hauptursache sind oft unterschiedliche Durchflussgeschwindigkeiten und entsprechende Turbulenzen in Kreiselpumpen. HänyTec wurde von einer Käserei mit der Problemlösung beauftragt und konnte den Käsestaub dank dem Einsatz der neuartigen Packo-Kreiselpumpe beseitigen. Ein Spiralgehäuse mit geschlossenem Laufrad verringert dabei Verwirbelungen und erlaubt somit eine schonende Förderung des Käsebruchs. Die überzeugenden Resultate: massiv verbesserte Qualität der Käselaibe und höhere Verkaufserlöse für die Käserei.

Kreiskolbenpumpen oder Kreiselpumpen?

Käsebruch wird normalerweise mit Kreiskolbenpumpen oder Kreiselpumpen mit Freistromlaufrad verpumpt. Kreiskolbenpumpen haben den Vorteil, dass sie langsam drehen und deshalb den Käsebruch nicht beschädigen. Allerdings sind sie insbesondere für grössere Fördermengen zu teuer und benötigen eine separate CIP-Pumpe (Cleaning in Place). Bei den Kreiselpumpen mit Freistromlaufrad ist das Risiko grösser, den Käsebruch mechanisch zu beschädigen, was wiederum Käsestaub zur Folge haben kann. Bei der Käserei war ein Kreiselpumpensystem mit Freistromlaufrad im Einsatz. Als Schweizer Generalimporteurin der belgischen Packo-Edelstahl-Kreiselpumpen hat HänyTec das vorhandene Produkt durch eine Packo-Kreiselpumpe ersetzt. Diese wurde speziell entwickelt, um Käsebruch schonend zu verpumpen. Das Unternehmen konnte auch auf die eigene langjährige Erfahrung als Kompetenzpartner für Pumpen in der Getränke- und Lebensmittelindustrie zurückgreifen, auf einen hauseigenen Milchtechnologen sowie auf die Unterstützung durch die Packo-Fachleute. So entstand innerhalb von wenigen Wochen das Konzept, welches vom Kunden geprüft und abgenommen wurde. Nach der Installation wurden jeder Schritt und jede Anpassung der Software akribisch protokolliert und ausgewertet, sodass sich jederzeit die einzelnen Käselaibe einer bestimmten Produktion zuweisen liessen. Matchentscheidend waren dabei auch die Ergebnisse einer Packo-Studie, auf welche die Spezialisten Zugriff hatten.

Aufschlussreiche Packo-Studie

In dieser ausführlichen Studie hat Packo nachgewiesen, dass die Verwendung von Freistromlaufrädern Nachteile beim Wirkungsgrad, bei der Reinigbarkeit oder bei den NPSH-Werten (Net Positive Suction Head) mit sich bringt und zu mechanischen Beschädigungen führen kann. Untersucht wurden die Strömung und das Verhalten von Flüssigkeiten in verschiedenen Laufrad- und Pumpengehäusetypen mit dem Strömungssimulationsprogramm CFD (Computational Fluid Dynamics). Die beiden Bilder zeigen die Strömung und Geschwindigkeiten der jeweiligen Pumpe auf und machen nachvollziehbar, wo Turbulenzen entstehen und welche Folgen daraus resultieren.

Beide Pumpen haben denselben Betriebspunkt: Fördermenge 60 m3/h bei einer Förderhöhe von 6 m. In den roten Zonen werden Geschwindigkeiten von 15 m/s überschritten, in den blauen Zonen liegen die Geschwindigkeitswerte deutlich tiefer. Diese hohen Geschwindigkeitsunterschiede (Bild 1) verursachen Turbulenzen und Verluste und damit auch Käsestaub. Ein anderes Bild (2) ergibt sich bei der Kreiselpumpe mit Spiralgehäuse und geschlossenem Laufrad. Hier sind die Geschwindigkeiten viel niedriger. Es gibt keine roten und gelben Zonen und somit sind optimale Strömungsverhältnisse im gesamten Pumpenraum gegeben.

Lösung Kreiselpumpe mit Spiralgehäuse

Auch aufgrund dieser Studie hat das Unternehmen in der Käserei die Geometrie mit Spiralgehäuse und geschlossenem Laufrad getestet und eingebaut. Mit exakt dem gleichen erfreulichen Resultat wie bei den Berechnungen in der Studie. Während des Pumpvorgangs des Käsebruchs waren keine Vibrationen und Pumpengeräusche mehr feststellbar. Bei den Einschwemmformen ist kein Käsestaub mehr sichtbar, was die Qualität der Käselaibe massiv verbessert hat.

(Erschienen in der LT 10/2011)

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