Startseite » Food » Antriebstechnik (Food) »

Ölfreie Synchron-Trommelmotoren erhöhen die Lebensmittelsicherheit

Kühler Betrieb für frische Lebensmittel
Ölfreie Synchron-Trommelmotoren erhöhen die Lebensmittelsicherheit

Ölfreie Synchron-Trommelmotoren erhöhen die Lebensmittelsicherheit
Die ölfreien MTS/MTD-Synchron-Trommelmotoren erhöhen die Lebensmittelsicherheit, da sie ölfrei und kühl laufen und als Einkomponenten-Antriebssystem einfach zu reinigen sind Bild: Momentum Technologies
Trommelmotoren sind in fördertechnischen Aufgaben der Lebensmittelindustrie weit verbreitet. Sie überzeugen als komplett geschlossene All-in-One-Komponente durch besonders gute Hygieneeigenschaften. Nachdem bislang asynchrone Auslegungen dieser Technologie dominierten, kommen nun verstärkt Synchron-Trommelmotoren zum Einsatz. Ihr Vorteil: Sie sind ölfrei und dank hoher Energieeffizienz deutlich kühler.

Grundsätzlich stellt die Lebensmittelindustrie die gleichen Anforderungen an die Funktionalität von Antriebskomponenten wie alle anderen industriellen Applikationen auch. Es gibt hier wie da sowohl einfache als auch anspruchsvolle Förder- und Transportaufgaben. Anspruchsvolle Aufgaben lassen sich nur mit intelligenten Antriebslösungen umsetzen, die beispielsweise mit Servosteuerungslogik arbeiten, sodass sie in dynamischen Prozessen hochpräzise transportieren und positionieren.

Auch hinsichtlich Drehzahl, Drehmoment und der daraus resultierenden Antriebsleistung – also den entscheidenden Kriterien für Bewegungen im Produktionsprozess – gibt es keine generellen Unterschiede zu sonstigen industriellen Applikationen, denn auch in der Lebensmittelindustrie sind die Produktionsprozesse teilweise extrem dynamisch. Die Motoren müssen zunehmend schneller beschleunigen, präziser anlaufen und abbremsen und ihre Geschwindigkeit exakt halten können. Daher spielen auch Trägheitsmomente und Spitzenmomente sowie ein gutes Regelverhalten der Antriebslösungen – also das Zusammenspiel zwischen Motoren und Steuerungen – eine wichtige Rolle. Auch müssen Antworten auf aktuelle Themen rund um Energieeffizienz und Digitalisierung gegeben werden. Aber auch hier nimmt die Antriebstechnik der Lebensmittelindustrie im Vergleich zum allgemeinen Maschinenbau keine Sonderstellung ein.

Hygiene ist oberstes Gebot

Es gibt jedoch eine extrem wichtige Anforderung der Lebensmittelindustrie, die die zum Einsatz kommende Antriebstechnik einzigartig macht. Dies ist der Aspekt der Hygiene: Das Antriebssystem muss nämlich so ausgelegt werden, dass es Lebensmittel nicht kontaminieren kann. Aus diesem Grund kommen in der Lebensmittelindustrie schon seit vielen Jahren Trommelmotoren als integrierte Antriebskomponenten zum Einsatz. Sie haben die extern an das anzutreibende System angeflanschten Motoren weitestgehend ersetzt. Solche externen Motoren haben den Vorteil, dass sie seit Langem weltweit standardisiert sind. Fällt ein Motor bei einem Anwender irgendwo auf der Welt aus, ist es in der Regel unkompliziert, einen Ersatz zu besorgen. Allerdings widerspricht der Einsatz externer Motoren essenziell dem Gedanken der Hygiene.

Alle Motoren sind nämlich vom Produktionsprozess der Lebensmittel abzukapseln. Bei angeflanschten Motoren kann dies allerdings in aller Regel nicht vollständig gelingen, was wohl vermutlich jeder erfahrene Praktiker bestätigen wird. Bakteriennester, die auch Reinigungsprozeduren überstehen, sind eine der Folgen. Deshalb werden in der Lebensmittelverarbeitung zunehmend Trommelmotoren eingesetzt. Diese sind aufgrund ihrer Konstruktion deutlich hygienischer. Sie integrieren Motor und Getriebe in der hermetisch abgeschlossenen Antriebstrommel. Dieses Design eignet sich sehr gut, um den Motor sicher und schnell reinigen zu können, ohne dass Bakteriennester zurückbleiben. Auch muss man keine aufwendigen und teuren Schutzhauben um sie herum-bauen. Ein doppeltes Plus also für den Trommelmotor. Bei den Trommelmotoren sollte jedoch genauer hingeschaut werden, welche Technologie zum Einsatz kommt.

Energie sparen ohne Öl

Der bislang dominierende Asynchron-Trommelmotor hat nämlich einige fundamentale Nachteile. Von ihm müssen nämlich für einen schnellen Service immer eine ganze Reihe unterschiedlicher Motoren bevorratet werden. Die extremen Leistungsbandbreiten von Synchrontrommelmotoren erlauben hingegen eine Standardisierung der zum Einsatz kommenden Varianten. Daher lässt sich die Lagerhaltung für schnelle (Ersatz-)Lieferungen deutlich einfacher und kostengünstiger umsetzen, sodass es kein Problem mehr ist, eine hohe Lieferperformance zu erreichen, die der für extern angeflanschte Motoren quasi nicht mehr nachsteht.

Zudem ist der Asynchron-Trommelmotor in aller Regel mit Öl gefüllt, das die Motorverlustleistung abführen soll. Dieses Öl kann austreten. Auch wird der Motor– ziemlich lastunabhängig im Bereich bis 1 kW – an der Trommeloberfläche sehr warm. Wärme in der Lebensmittelverarbeitung ist jedoch nichts, was man gebrauchen kann. Ganz davon abgesehen, dass auch die saubere Gurtführung darunter leidet. Hinzu kommt, dass der Anwender technologiebedingt eine Vielzahl von Trommelmotorvarianten einsetzen muss, um die jeweils nötigen Funktionalitäten wie Bandgeschwindigkeit, Bandzugkräfte oder Anlaufmomente zu erreichen.

Synchron-Trommelmotoren haben die oben genannten Nachteile nicht. Die Motoren haben keine Ölfüllung. So ist von vornherein ausgeschlossen, dass austretendes Öl das Fördergut kontaminieren kann. Die Motoren laufen zudem kühl. Das ist auch von Vorteil, denn eine Erwärmung kann die Proliferationsrate von Bakterien exponentiell erhöhen. Insofern ist jedes Grad, das gespart werden kann, wichtig für die Lebensmittelsicherheit – ganz abgesehen von den Kosteneinsparungen bei der Primärenergie für den Antrieb und der Sekundärenergie für die Kühlung in der Produktion. Hinzu kommt, dass die Leistungsdichte so hoch ist, dass man die bislang vielen im Einsatz befindlichen Varianten auf wenige standardisieren kann. Die Konstruktion wird leichter. Gleiches gilt für die Ersatzteilelogistik und deren Sicherheitsbestände.

Wie ist es aber möglich, dass Synchron-Motoren so deutlich effizienter sind als Asynchron-Motoren? Das liegt an dem unterschiedlichen Wirkungsgrad der Asynchron- und Synchrontechnologie. Dieser ergibt sich im Wesentlichen aus dem Schlupf des Asynchronmotors, den es bei Synchronmotoren nicht gibt. Beim Asynchronmotor muss das Drehfeld des Rotors (Läufers) erst induziert werden, während es beim Synchronmotor bereits auf Basis von Magneten vorhanden ist. Infolgedessen wird ein Läuferwirkungsgrad von annährend 100 % erreicht.

Zusammen mit weiteren Ineffizienzen – wie höheren Stromwärmeverlusten in der Wicklung und im Rotorkäfig sowie Ummagnetisierungs- und Wirbelstromverlusten (auch zusammengefasst Eisenverluste genannt) – summiert sich die Verlustleistung der Asynchrontechnologie auf Werte, die um das 3- bis 9-Fache höher liegen als bei Synchron-motoren gleicher Baugröße. Mit zunehmender Bedeutung des Energieverbrauchs und steigenden CO2-Abgaben führt damit kein Weg an der Synchronmotortechnologie vorbei.

Kompaktes Drehmoment

Einer der führenden Anbieter in diesem Segment ist das deutsche Unternehmen Momentum Technologies. Es bietet seine ölfreien MTS/MTD-Synchron-Trommelmotoren – die in Deutschland gefertigt werden – in drei Durchmessern und 12 Leistungsvarianten zwischen 190 und 1500 W mit einem maximalen Drehmoment von 180 Nm an. Um ein vergleichbares Drehmoment mit konventionellen Konstruktionen nutzen zu können, bräuchte man 165 mm-Asynchron-Trommelmotoren. Alternative Asynchronmotoren gleichen Durchmessers erreichen circa die Hälfte des Drehmoments. Gleichzeitig ist der MTD139 als Low-Power-Motor der IE4-Klasse deutlich energiesparender und kühler laufend, was ihn in IP66/69K-Edelstahlausführung besonders für die Lebensmittelindustrie prädestiniert. Alle MTS/MTD-Trommelmotoren können direkt ab Werk mit oder ohne Drehgeber sowie mit verschiedenen Transmissionssystemen geordert werden. Für Rollen-Lösungen sind auch passende Pakete mit hochwertigen Rollen orderbar, was die Beschaffungsprozesse zusätzlich vereinfacht.

Momentum Technologies GmbH, Hückelhoven-Baal


Autor: Gerhard Froebus

Geschäftsführer,

Momentum Technologies

Unsere Webinar-Empfehlung
Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

cav-Produktreport

Für Sie zusammengestellt

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Top-Thema: Instandhaltung 4.0

Lösungen für Chemie, Pharma und Food

Pharma-Lexikon

Online Lexikon für Pharma-Technologie

phpro-Expertenmeinung

Pharma-Experten geben Auskunft

Prozesstechnik-Kalender

Alle Termine auf einen Blick


Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de