Pumpen und Systeme für Sekundärprozesse

Alle Erzeugnisse der Getränkeindustrie haben eines gemeinsam: Sie sind auf eine hervorragende Wasserqualität angewiesen. Diese entscheidet maßgeblich über die Qualität des Endprodukts. Brauereien, Softdrinkhersteller sowie Abfüller von Mineralwässern stellen jedoch unterschiedliche Anforderungen an die Grundzutat. Da sich Quell- und Brunnenwässer in der Zusammensetzung unterscheiden, muss ihre Aufbereitung individuell auf die Anwender abgestimmt werden. Dafür kommen je nach Aufgabe und Einsatzzweck unterschiedliche Pumpen und Systeme zur Anwendung.

Um große Mengen Wasser bereitzustellen, entwickelten die Ingenieure von Grundfos die Norm- und Blockpumpen NK bzw. NB. In der Getränkeindustrie arbeiten diese Pumpen überwiegend in Sekundärprozessen ohne höhere Hygieneanforderungen, wie in der Eis- und Kühlwasserversorgung, in Flaschenwaschanlagen, Kühlturmanwendungen, Filtrationsanlagen sowie generell in der Wasseraufbereitung.

In CIP-Reinigungskreisläufen, in denen nacheinander alkalische und saure Reiniger gefördert werden, sind beständige Edelstahlpumpen erforderlich. Die Varianten aus Edelstahl kommen auch in Primärprozessen zum Einsatz, und zwar dort, wo die hygienischen Anforderungen an die Pumpen aufgrund der hohen Temperaturen von untergeordneter Bedeutung sind, beispielsweise bei der Würze- und Maischeförderung in Brauereien.

In Anlagen mit wechselndem Förderstrombedarf kommen die drehzahlgeregelten Baureihen NKE und NBE mit MGE-Hocheffizienzmotor zum Einsatz. In der Energieeffizienzklasse IE3 sind sie bis zu einer Leistung von 22 kW verfügbar sowie in der Energieeffizienzklasse IE4 bis zu 11 kW. Für Leistungen über 22 kW stehen externe Frequenzumrichter, wie die Baureihe CUE, bereit. Sie eignen sich für Pumpenantriebe bis 250 kW. Mit einem entsprechenden Sensor ausgestattet, sind mehrere Regelungsarten verfügbar: Konstantdruck, konstante Temperatur, konstanter Förderstrom, Differenztemperatur, Differenzdruck. Als elektronisch geregelte Pumpe ist ein Anschluss an die Bus-Kommunikation möglich.

Ein Klassiker unter den Pumpen, der für das Bereitstellen von Kesselspeisewasser genutzt wird oder in Wasseraufbereitungsanlagen zum Einsatz kommt, ist die mehrstufige Edelstahlhochdruckpumpe der Baureihe CR. Das Basismodell ist in vier verschiedenen Werkstoffausführungen erhältlich: Gusseisen, zwei korrosionsbeständigen Edelstahlsorten sowie komplett aus Titan. Darüber hinaus verfügt die Baureihe über 13 Baugrößen für verschiedene Förderströme, die für Drücke von bis zu 50 bar ausgelegt und mit einer Vielzahl von Gleitringdichtungen und Gummiwerkstoffen ausgestattet sind. Auch Varianten mit einem drehzahlregelbaren Motor bzw. einem integrierten Frequenzumformer stehen zur Verfügung. CRN-Pumpen mit zusätzlicher NPSH-Stufe sind eine spezielle Entwicklung für Einsatzfälle, in denen nur ein geringer Vordruck zur Verfügung steht.

Seit 1833 braut Farny im Hofgut Dürren, im landschaftlich reizvollen Argental, Allgäuer Bierspezialitäten. Wasser bezieht die Brauerei aus eigenen artesischen Quellen. Damit dieses auf dem Weg vom Brunnen über den gesamten Brauprozess bis zur Flaschenabfüllung keimfrei bleibt, erarbeitete Braumeister Alexander Neugebauer zusammen mit einem Berater für Pumpenanwendungstechnik der Albert Frey AG, einem Industriepartner von Grundfos, ein Hygienekonzept.

Zur Sicherung der Wasserhygiene verwendet Farny die zentrale Chlordioxidanlage Oxiperm Pro. Drei Dosierpumpen mit digitaler Schrittmotortechnik fördern das Desinfektionsmittel mengenproportional und annähernd kontinuierlich zum neuen 230 m³ fassenden Quellwasserpuffertank mit Beatmungsfilter, zur Gärkeller-CIP- und zur Flaschenwaschmaschine. Zusätzlich wurde die energieeffiziente Druckerhöhungsanlage Hydro MPC-E installiert. Im Zuge dieser Maßnahmen wurde die bestehende Verrohrung im Wassernetz optimiert und komplett in Edelstahl ausgeführt. Damit hat die Brauerei ihre Infrastruktur zur Wasserversorgung vollständig erneuert.

Die bei Farny installierte Druckerhöhungsanlage Hydro MPC-E besteht aus drei Hochdruckpumpen der Baureihe CRN mit integriertem Frequenzumformer. Mithilfe der hinterlegten Kennlinien entscheidet die übergeordnete Steuerung automatisch, welche Pumpe bzw. Pumpenkombinationen in Betrieb genommen wird, um eine höchstmögliche Effizienz zu erreichen. Von großem Vorteil ist, dass die Steuerung die Pumpen sehr sanft zu- und abschaltet. Damit vermeidet die Hydro MPC-E schädliche Druckstöße.

Mithilfe der Funktion „konstanter Füllstand“ gewährleistet die Steuerung auch die automatische Überwachung und Regelung eines gleichbleibenden Flüssigkeitspegels. Speziell bei der Befüllung von Behältern in der Getränkeindustrie oder der Entnahme von Medien ist diese Funktion sehr nützlich. Per Schwimmerschalter oder Niveausensor wird die Pumpe dabei unabhängig vom Volumenstrom geregelt. Das bedeutet, dass die Pumpe im Bereich von Qmin bis Qmax ein konstantes Niveau sicherstellt. Das ist sowohl mit und ohne Stoppfunktion sowie saug- und druckseitig möglich.

Interessant ist diese Regelung auch für offene Filtrationsanwendungen. Sie benötigen für eine optimale Ausbildung des Filterkuchens ein konstantes Flüssigkeitsniveau über dem Filterbett. Anstelle eines Schwimmerventils zur Befüllung des Filters kann über dem Filterbett ein hydrostatischer Drucksensor oder ein Radarsensor installiert werden, der den Überstand erfasst. Auch hier kann der gewünschte Überstand am Frequenzumrichter eingegeben werden, und die Pumpe regelt den Füllstand durch Drehzahlverstellung auf ein konstantes Niveau. Wird keine Flüssigkeit abgelassen, sodass der Pegel steigt, schaltet die Pumpe durch ihre integrierte Autostopp-Funktion automatisch ab. Umgekehrt schaltet die Pumpe beim Erreichen des definierten Einschaltniveaus wieder ein.

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Vertriebsdirektor Industrie D-A,

Grundfos

Mit der Strategie 2020 verfolgt Grundfos eine klare Richtung: die Konzentration auf sein Kerngeschäft. Aus diesem Grund hat das Unternehmen auf das Übernahmeangebot der GEA-Gruppe reagiert und im Juni 2015 entschieden, die Hilge GmbH & Co KG zu verkaufen. Doch der Pumpenhersteller bleibt im Markt der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie weiterhin aktiv. Sterilpumpen, die direkt im Prozess eingesetzt werden, bietet das Unternehmen zwar nicht mehr an, wartet aber mit einem breiten Produkt- und Systemangebot für nichtsterile Produkte in den Sekundärprozessen auf: Pumpen und Systeme zur Wassergewinnung ebenso wie zur Abwasserentsorgung sowie für Kreisläufe zur Beheizung (Temperieren), Kühlung (Eis- und Kühlwasserversorgung) und Reinigung (CIP, SIP).

„Der Lebensmittel- und Pharmamarkt bleibt für uns interessant und wir bleiben interessant für die Unternehmen dieser Branche. Mit unseren iSolutions bieten wir integrierte Lösungen und flexible, modulare Systeme, bestehend aus Pumpen und deren Antriebstechnik, Steuerungs- und Sicherungsmodulen sowie Mess- und Datenübertragungseinheiten. Zusammen mit den in Mikroprozessoren des Antriebs hinterlegten spezifischen Algorithmen, bietet iSolutions dem Anwender die gewünschte Funktionalität“, erklärt Martin Palsa, Geschäftsführer von Grundfos.