Dichtstromförderung liegt im Energiespartrend

Der Autor: Christian Leist Produktmanager Pneumatische Fördersysteme, AZO

Das SaugPlus-Fördersystem arbeitet mit Fördergeschwindigkeiten kleiner 4 m/s und kombiniert die Vorteile von Saug- und Druckförderung. Immer dann, wenn es darum geht, bruch- und wärmeempfindiche Schüttgüter zu fördern, ist diese Fördertechnik garadezu prädestiniert. Der Einsatz empfiehlt sich für mittlere Leistungen und Förderwege, die derzeit bei maximal 100 m liegen. Durch die niedrigen Produktgeschwindigkeiten der SaugPlus-Förderung erreicht man eine Dichtstromförderung mit einer sehr geringen Produktentmischung. Ein weiteres Plus: Sowohl das Fördergut als auch die Förderrohre werden sehr schonend behandelt. Die Produkteinschleusung gestaltet sich bei Saugförderungen auch bei mehreren Produktaufgabestellen konstruktiv einfach, außerdem ist dieses System aufgrund des geringen Luft- und Energieverbrauches sehr effizient und kann auch mit aufbereiteter Förderluft wirtschaftlich betrieben werden.

Grundsätzlich werden bei dieser Fördertechnik zwei Varianten unterschieden: Zum einen der diskontinuierliche Betrieb und zum anderen der kontinuierliche Betrieb. Welches Fördersystem eingesetzt wird, ist von den Prozessen abhängig, die der Förderung vorausgehen bzw. nachgeschaltet sind. Ist beispielsweise der Nachfolgeprozess ein Batchbetrieb, ist natürlich die diskontinuierliche Beschickung sinnvoll, ist der nachfolgende Prozess ein Kontibetrieb, sollte auch die SaugPlus-Förderung kontinuierlich ausgeführt sein.

Das Fördersystem AZO Multiair arbeitet ebenfalls mit Fördergeschwindigkeiten kleiner 4 m/s, allerdings im Überdruckbereich. Der Förderdruckbereich liegt zwischen 1 und 4 bar Überdruck. Die optimale Einstellung des Förderdruckes erfolgt produkt- und leistungsspezifisch. Das AZO Multiair eignet sich besonders für abrasive Produkte, beispielsweise PVC-Dryblend und glasfaserverstärkte Granulate, sowie zum schonenden, entmischungsarmen, pneumatischen Transport von Nahrungsmitteln wie Cerealien, Instantprodukte oder Milchpulver. Durch die niedrige Förderge-schwindigkeit werden auch hier Produkt und Anlage geschont. Aufgrund des großen Förderdruckbereiches eignet sich dieses System besonders für hohe Förderleistungen und für die Überbrückung weiter Förderwege. Durch die produktoptimierte Steuerung und durch das gezielte Einspeisen der Sekundärluft arbeitet das System darüber hinaus sehr energieeffizient.

Bei dieser optimierten Druckgefäßförderung wird durch das Einblasen von Sekundärluft der Fluidisierungszustand im Schüttgut beibehalten. Dadurch werden Reibwerte zwischen Rohr und Produkt stark reduziert. Die Zugabe der Luftmenge erfolgt über standardisierte Proportionalventile und wird zentral gesteuert. Produktspezifische Optimierungen sind jederzeit möglich. Die Anlagensicherheit wird durch spezielle Rückschlagventile, die zwischen Förderleitung und Injektorventilen platziert sind, gewährleistet. Durch diese Maßnahmen kann mit einer großen Gutbeladung und geringen Fördergeschwindigkeiten gearbeitet werden, ohne dass die Förderleitung verstopft. Der Anlagen- und Produktverschleiß wird im Vergleich zur Flugförderung sehr reduziert. Durch geringeren Druckluftverbrauch, geringere Filterflächenbelastung und kleinere Rohrquerschnitte sinkt der TCO (Total Cost of Ownership).

Um Fördersysteme optimal einsetzen zu können, ist es unabdingbar, die primären Schüttguteigenschaften zu untersuchen. Dies sind z. B. Kornverteilung, Oberflächenbeschaffenheit, Partikelform, Schüttdichte sowie Stoffdichte, die sich mit entsprechenden Laboreinrichtungen bestimmen lassen. Weitere Schüttguteigenschaften sind der Feuchtigkeitsgehalt und das Feuchtigkeitsaufnahmeverhalten (Hygroskopie). Sekundäre Schüttguteigenschaften sind aus primären Eigenschaften abgeleitet, z. B. Zeitverfestigung, Druckfestigkeit, innere Reibung, Wandreibung, Kohäsion, Adhäsion sowie Fließenergie, Kompressibilität, Böschungswinkel, Fluidisierungsverhalten und letztendlich die Permeabilität. Über bestimmte Messmethoden wird die Stampfdichte, die Kompressibilität sowie das Fluidisierungsverhalten gemessen und analysiert. Eine ganz wichtige Schüttguteigenschaft ist die Permeabilität, d. h. die Luftdurchlässigkeit der zu fördernden Schüttgüter. Mit einem gut ausgestatteten Labor kann man diese Untersuchungen durchführen. Auf diese Weise erreicht man optimale Vorbetrachtungen und letztendlich gute Förderergebnisse. Modernste Visualisierungssysteme, die das Förderverhalten durch einzelne Parameter optisch sehr gut darstellen, dienen als Grundlage für die Anlagenauslegung und zur Optimierung von Fördersystemen. Aufgrund der Komplexität der Materie ist hierfür jedoch eine große Erfahrung nötig.

Die Aufgabenstellung eines Anwenders war die Steigerung der Energieeffizienz von vorhandenen pneumatischen Fördersystemen, die seit Jahren problemlos laufen. Im AZO-Versuchszentrum für Rohstoffhandling wurde eine modulare, pneumatische Förderanlage installiert, die es ermöglicht, diverse Förderwege mit unterschiedlichen Leistungen und verschiedenen Druckerzeugern mit dem Originalprodukt des Anwenders zu testen. Daraufhin wurde in der Engineeringsphase 1 die Materialversorgung beim Anwender unter die Lupe genommen und in der Phase 2 die erforderlichen Optimierungen an der vorhandenen Anlage vorgenommen. Die Versuche im AZO-Versuchszentrum wurden über vier verschiedene Förderwege durchgeführt. Die Förderleistung beim längsten Förderweg mit 200 m betrug 6000 kg/h. Diese Förderleistung wurde dann auf die kürzeren Förderwege übertragen und hierbei die Pumpenkombination variiert bzw. die Einstellung verändert. Folgende Daten wurden aufgezeichnet: die Förderleistung, die Zeit, das Gewicht, die Stromaufnahme, der Förderdruck, die Luftmenge und der Differenzdruck am Filter. Das Ergebnis war beeindruckend: So konnte durch verschiedene Pumpenkombinationen mit Frequenzumformern, Umplatzierungen der Lagerung von Haupt- und Nebenkomponenten sowie Förderwegoptimierungen und durch bessere Verlegung der Reinluftleitung eine Energieersparnis zwischen 50 und 70 % erreicht werden. Die Mehrkosten für die Analyse der Ist-Situation, für den Anlagenumbau und die Steuerungsoptimierung amortisieren sich bei einer geplanten Produktionszeit von 4000 Betriebsstunden pro Jahr in 15 Monaten. Bei einer Steigerung der Produktionszeit auf 6000 h/a beträgt die Amortisation (ROI) nur 10 Monate. Dies ist ein sehr transparentes Beispiel, wie man bestehende pneumatische Fördersysteme so optimieren kann, dass sie dauerhaft energiesparend sind.

prozesstechnik-online.de/cav0813421