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Zweispindelige Schraubenspindelpumpen sind besonders für hochviskose Medien geeignet und werden überwiegend in der Ölindustrie eingesetzt. Da auch in der Lebensmittelproduktion dickflüssige Medien gefördert werden müssen, adaptierte ITT Bornemann in den 1990er-Jahren seine Schraubenspindeltechnologie für diesen Markt. Mittlerweile entwickelt das Unternehmen die fünfte Generation seiner SLH-Pumpen.
Der Vorteil der Schraubenspindelpumpe für Lebensmittel liegt neben der besonders schonenden Förderung in der Verschleißarmut sowie im Bedienkomfort. Die Förderelemente bestehen aus zwei kontaktfreien Förderschrauben, die mit dem Pumpengehäuse geschlossene Kammern bilden. Durch die Rotation der Förderschrauben lässt sich das Fördermedium in den Kammern kontinuierlich entlang der Schraubenachse vom Saug- zum Druckraum bewegen. In Standard-Drehrichtung befindet sich die Saugseite am axialen Ende und der druckseitige Auslass vertikal in der Mitte der Pumpe. Die Umkehr der Drehrichtung der Förderschrauben ermöglicht einen reversiblen Betrieb der Pumpen zum Beispiel zur Entleerung der saugseitigen Rohrleitung.
Laufruhe und geringe Pulsation
Die schonende, axiale Förderung des Mediums stellt sicher, dass während des gesamten Fördervorganges die Eigenschaften des Produktes in Größe, Struktur und Optik erhalten bleiben. Mittlerweile werden insbesondere in der Getränkeindustrie bei Medien, die Fruchtstücke enthalten, Kreisel- durch Schraubenspindelpumpen ersetzt. Ihre Vorteile kann die Pumpe auch in der Süßwarenherstellung ausspielen. Bei einem Süßwarenunternehmen wurde beispielsweise Schokomasse mit Haselnusspartikeln bisher mit einer Exzenterschneckenpumpe gefördert. Der Verschleiß an der Pumpe machte einen monatlichen Tausch des Pumpenstators notwendig. Das kontaktfreie Förderprinzip der Schraubenspindelpumpe verhindert jetzt den Verschleiß. Die Laufruhe der Pumpe und ihre sehr geringe Pulsation sind weitere Vorteile, die einen Betrieb, der Tomaten verarbeitet, dazu veranlassten, seine Drehkolbenpumpen gegen Schraubenpumpen auszutauschen – die Pulsation der Drehkolbenpumpen hatte zuvor die Schweißnähte der Verrohrung beschädigt.
CIP-Reinigung mit nur einer Pumpe
Einer der größten Vorteile der Schraubenspindeltechnologie in der Lebensmittelbranche liegt in der Einfachheit des Systems: Konventionelle Verdrängerpumpen fördern das Produkt, anschließend wird mit einer Kreiselpumpe die Reinigungsflüssigkeit durch die Leitung geschickt. Im Gegensatz dazu vereint eine SLH-Pumpe beide Vorgänge in einem System. Diese Pumpen sind nicht nur reinigbar, ohne dass sie aus der Anlage herausgenommen werden müssen, sondern können den Prozess sogar selbst durchführen. Die Drehzahlregelung von 1:10 bis 1:15 bei proportionaler Fördermenge lässt den Produktbetrieb und die Reinigung mit nur einer Pumpe zu. Dadurch werden die Investitionskosten erheblich reduziert, da keine zusätzliche CIP-Pumpe inklusive Verrohrung, Zubehör und Steuerung notwendig ist.
Weniger Wartung
Mit der fünften Generation der SLH-Baureihe, die ITT Bornemann im Laufe dieses Jahres auf den Markt bringen will, wird der Pumpenbetrieb weiter vereinfacht. Dichtung und Förderschrauben sind bei der weiterentwickelten Pumpe austauschbar, ohne dass das Getriebegehäuse geöffnet werden muss. Das spart Zeit und Kosten. War früher im Nassbereich der Pumpe ein Austausch notwendig, musste alles ausgebaut und anschließend eingestellt werden. Künftig sind diese Einstellungen von vorn möglich. Darüber hinaus wurde die Pumpe insgesamt hydraulisch optimiert und so die Strömung verbessert. Ein besserer Querschnitt bewirkt weniger Verluste in der Pumpe und lässt sie noch effizienter arbeiten. Um Kunden, die bereits mit der Schraubenspindeltechnologie von Bornemann arbeiten, kostenorientiert Zugang zur Weiterentwicklung zu sichern, ist die aktuelle Pumpe rückwärts kompatibel zu allen Modellen, die es vorher gab, und problemlos austauschbar.
Obgleich die Pumpe grundsätzlich als verschleißarm gilt, beschäftigt sich ITT Bornemann kontinuierlich mit dem Thema Abnutzung. Eine Kombination von Abrasion und Korrosion bedeutet für eine Vielzahl der in der Pumpentechnik gängigen Werkstoffe eine kritische Belastung. Schraubenspindelpumpen haben den Vorteil, dass sich die Förderelemente nicht berühren. Während adhäsiver Verschleiß aufgrund der sich nicht berührenden Schrauben grundsätzlich ausgeschlossen ist, liegen vor allem Abrasion und Erosion im Fokus der Ingenieure. Scharfe Chilisoße ist ein Beispiel für ein Produkt, das Verschleiß beschleunigt. Am Versuchsstand entwickelten die Ingenieure von ITT Bornemann Techniken, die die Fördergeometrien widerstandsfähiger machen. Eine Kombination aus Randschichthärtung und Dünnschichtbeschichtung des Grundmaterials zeigte sich als besonders vielversprechend. Dadurch kann eine Standzeitverlängerung um den Faktor vier bis fünf erreicht werden.
ITT Bornemann GmbH, Obernkirchen
Autor: Jens Dralle
Global Product Manager Industrial,
ITT Bornemann
