Präzision ist Trumpf

Till Völker

Nahezu alle chemischen und verfahrenstechnischen Verarbeitungsprozesse erfordern es, dass oft flüssige Additive möglichst präzise, d. h. mit einem definierten Volumen und in einer definierten Zeit einem Medium zugegeben werden. Die prozessoptimale Dosierung entscheidet aber nicht nur über die Produktqualität, sondern hilft z. B. auch, Chemikalien einzusparen, Wartungsaufwand und Produktausschuss zu minimieren und die Umweltverträglichkeit zu verbessern.

Die hohen Anforderungen seitens der Verarbeitungsprozesse und die Forderungen nach möglichst hoher Bedienfreundlichkeit sowie flexibler steuerungstechnischer Einbindung haben zu einem Wandel in der automatisierten Dosiertechnik geführt. So basieren bisherige Dosiersysteme in der Regel noch aus einer Kombination aus Pumpe und Durchflussmengenmesser. Um eine saubere Funktion des Mengenmessers zu gewährleisten, wird häufig ein zusätzlicher Pulsationsdämpfer benötigt, der den Förderstrom im Dosiersystem verstetigt und so eine saubere Mengenerfassung ermöglicht. Hinzu kommt, dass die Kopplung zwischen Pumpe und Durchflussmesser nur über eine aufwändige Steuerung erreicht werden konnte. Das digitale Dosiersystem DDS 2 von Ponndorf stellt demgegenüber ein integriertes Systemkonzept dar, das diese Nachteile vermeidet.

Das DDS 2 besteht aus einer auf die Förder- und Dosierleistung auslegbaren Schlauchpumpe, einem weiterentwickelten, äußerst präzisen Dosierantrieb, einer digitalen Steuerung sowie einem Bediendisplay. Hinsichtlich der Förder- und Dosierleistung können alle Schlauchpumpen-Baureihen und -größen des Ponndorf-Programms eingesetzt werden. Das Dosiersystem erfüllt alle wichtigen prozesstechnischen Anforderungen. Verschiedene einsetzbare Schlauchmaterialien erlauben die Förderung hoch- und niedrigviskoser, aggressiver und abrasiver Medien. Die Zugabemenge kann stufenlos auf eine Leistung zwischen 0 und 32 000 l/h eingestellt werden. Dabei gewährleistet das scherkraftfreie Verdrängerprinzip des Pumpenaggregates eine schonende Produktförderung. Die Dosierung kann optimal an den Prozess angepasst werden. Hierzu bietet das DDS 2 zum einen die Betriebsart „Kontinuierliches Pumpen“ mit Einstellung der gewünschten Fördermenge oder Drehzahl. Zum anderen lässt sich das Dosiervolumen voreinstellen, wobei die Zugabe automatisch mit Erreichen des programmierten Wertes stoppt. Bei jeder Betriebsart ist Präzision Trumpf: Die verbesserte Genauigkeit der Kalibrierfunktion sorgt dafür, dass auch bei unterschiedlichen Medieneigenschaften, Rohrleitungsparametern und Druckverhältnissen eine Dosiergenauigkeit von weit unter 1 % erreicht werden kann.

Alle Einstellungen der digitalen Steuerung können über das Display des DDS-2-Systems eingegeben werden. Der Anwender kann die Mehrsprachenfähigkeit des bedienfreundlichen Menüs nutzen und am Display in seiner jeweiligen Landessprache z. B. die Anzeige der Pumpendrehzahl einstellen oder die Fördermenge pro Minute oder pro Stunde vorgeben. Alternativ können sämtliche Betriebsfunktionen auch in einem zentralen Leitstand parametriert, erfasst, ausgewertet und weiterverarbeitet werden. Hierzu bietet das DDS 2 mehrere Ein- und Ausgänge (2…10 V(DC)), die eine Parametereingabe z. B. auch über ein Visualisierungssystem erlauben. Zudem besteht die Möglichkeit, diese Parameter aus zentral verwalteten Rezepturen direkt in die Steuerung des Dosiersystems zu laden und so z. B. einen Chargenwechsel steuerungstechnisch zu automatisieren.

Zwei konkrete Anwendungsbeispiele zeigen, wie sich die Vorteile der mit dem DDS 2 realisierten neuen Dosiertechnik in der Praxis auswirken.

Harzleim ist – neben anderen Chemikalien – ein bei der Papierherstellung wichtiger Zusatzstoff, da er für die hochwertige Qualität von Zeitungs- oder Zeitschriftenpapier von entscheidender Bedeutung ist. Die äußerst exakte Zugabe ist dabei ebenso wichtig wie die schonende Förderung, da sonst, z. B. bei Excenterschnecken- oder Membranpumpen die Leimstruktur zerstört wird und dadurch Flecken auf dem Papier entstehen können. Andere Additive sind sehr temperaturempfindlich und neigen bei zu hoher mechanischer und thermischer Belastung zum Verklumpen. Schlauchpumpen hingegen fördern diese empfindlichen Medien nahezu scherkraftfrei und gewährleisten damit eine einwandfreie Papierqualität und nahezu wartungsfreien Betrieb, da ein aufwändiges Zerlegen und Reinigen einer verstopften Pumpe entfällt. Die Präzision und das die Dosiermedien schonende Handling waren für einen führenden Hersteller von Additiven zur Papierproduktion entscheidende Argumente, anstelle der bisherigen Dosierlösung das digitale Dosiersystem DDS 2 einzusetzen. Steuerungstechnisch ist es so eingebunden, dass der Betreiber sowohl über das Systemdisplay als auch vom zentralen Leitstand aus die Dosiermengen in Abhängigkeit von der gewünschten Papierqualität und Produktionsmenge der Papiermaschine einstellen kann. Gleichzeitig sprechen auch betriebspraktische Argumente für das neue System, denn aufgrund der guten Selbstansaugfähigkeit für geodätische Saughöhen bis zu 8 m Wassersäule können die 1-t-Gebinde der Dosiermedien komplett von oben entleert werden. Dadurch ist ein schneller Wechsel der Additiv-Vorlage möglich; gleichzeitig entfällt eine aufwändige Verrohrung am Behälterboden. Das DDS 2 kann zudem die Dreh- und damit die Förderrichtung umkehren, so dass sich ein Leitungssystem, z. B. bei einem Produktwechsel, einfach entleeren lässt.

Auf ein hochaggressives Medium Flusssäure, hochgradig genaue Zugabeanforderungen und eine möglichst pulsationsfreie Förderung trifft das DDS 2 bei einem Hersteller von Spezialchemikalien. Die präzise Zugabe der Reaktionskomponenten in die Behälter ist deswegen besonders wichtig, weil das Endprodukt für die Herstellung von LCD- und Handydisplays verwendet wird – Produktfehler also sofort sichtbar werden würden. Das digitale Dosiersystem erreicht die erforderliche Genauigkeit. Es ermöglicht eine präzise und sichere Dosierung der Flusssäure. Die einfache Bedienung und Änderung der Dosiermengen hat die Einbindung in das Prozesskontrollsystem erheblich leichter gemacht als betreiberseitig zunächst gedacht. Um eine möglichst Produkt schonende und gleichmäßige Befüllung der Reaktorbehälter zu erreichen, wird als Fördersystem eine Doppelschlauchpumpe eingesetzt. Separate Pulsationsdämpfer sind aufgrund des präzisen Dosierantriebes auch in dieser Anwendung nicht erforderlich. Beständigkeitsprobleme aufgrund der Mediumseigenschaften treten nicht auf, da bei dieser Art von Pumpen nur der nicht korrosionsanfällige Schlauch mit dem Medium in Berührung kommt.

Aufgrund der hohen Präzision, der flexiblen Einstellbarkeit gewünschten Förder- und Dosiervolumina am System oder von einer zentralen Warte aus sowie der Eignung für vielfältigste Medien, eröffnet sich dem DDS 2 ein breites Einsatzspektrum in verschiedenen Branchen. Die Chemie- und Pharmaindustrie gehört ebenso dazu wie die Industriezweige Glas/Keramik, Holz/Papier, Harze/Kunststoffe, Metall, Nahrungsmittel sowie der Maschinen- und Anlagenbau. In der chemischen Abwasserbehandlung eignet sich das DDS 2 u. a. zur präzisen Zugabe von Flockungsmitteln, z. B. hochgradig abrasiven Kalkmilchlösungen oder von stark korrosiven Eisen-II- und Eisen-III-Chlorid-Lösungen.

cav 403

Achema 2006

VDMA Fachverband Pumpen + Systeme

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