Fast ohne Restmenge

Selbstansaugendes, leicht zu reinigendes Behälterentleerungssystem

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15.10.2013 Säfte und andere Getränke machen in der internen Materiallogistik in der Regel kaum Probleme: Durch ihre guten Fließeigenschaften lassen sie sich problemlos fördern und umleeren.

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Entscheider-Facts Für Betreiber

  • Die einfache Handhabung bei Fruchtsäften verleitet mitunter zu hygienisch kritsichen Praktiken.
  • Zur hygienischen Abfüllung von Fruchtsaft wurden spezielle Behälterentleerungsanlagen entwickelt, die dank einer angepassten Folgeplatte geschlossen arbeiten und dabei durch ihre hohe Saugkraft lediglich Restmengen von 1 bis 2 % zurücklassen.
  • Die NBE-Behälterentleerungen eignen sich für Gebinde von 0,5 bis 200 l bei Förderraten zwischen 6 ml/min und 10 m³/h, in Sonderfällen können auch Speziallösungen für bis zu 1.000 l entwickelt werden.

Diese einfache Handhabung verleitet allerdings mitunter zu hygienisch kritischen Praktiken, beispielsweise wenn der Saft offen umgeschüttet wird und so Verunreinigungen eingetragen werden können. Daher wurden spezielle Behälterentleerungsanlagen entwickelt, die dank einer angepassten Folgeplatte geschlossen arbeiten und dabei durch ihre hohe Saugkraft lediglich Restmengen von 1 bis 2 % zurücklassen. In der überarbeiteten Version wurde zudem der gesamte Aufbau verschlankt; dies vereinfacht die Reinigung und macht das System verfahrbar.

Angewendet wird die Behälterentleerung in der Lebensmitteltechnik unter anderem von einem Hersteller von Fruchtsaft-Abfüllanlagen, dessen Prozesslinien auf einer Anlieferung des Saftkonzentrats in Fässern basieren. Um den Inhalt zur Weiterverarbeitung zu befördern, wurden die Behälter früher in eine Kippvorrichtung gestellt und damit in einen Trichter über einer Pumpe entleert. Das Einspannen und Schwenken der vollen Fässer war jedoch sehr umständlich, auch konnten die Gebinde nicht völlig geleert werden, was eine aufwendige Nachreinigung erforderlich machte. Noch problematischer war die Hygiene, da bei diesem Vorgehen der Saft offen umgefüllt wird und so anfällig für Fremdstoffe ist.

Selbstansaugende Entleerung lässt kaum Restmenge zurück
Um diesen Arbeitsschritt einfacher und sicherer zu gestalten, stellte das Unternehmen daher seine Abfüll-Linien von der Fasskippanlage auf das Behälterentleerungssystem NBE 200 um. Dieses besteht aus einer Exzenterschneckenpumpe, die senkrecht in einer Rahmenkonstruktion aufgehängt wird und am Saugstutzen mit einer Nachfolgeplatte ausgestattet ist. Die Größe der Platte wird abhäbngig von dem zu leerenden Gebinde gewählt; darüber hinaus umgibt sie eine Elastomermanschette, so dass sie beim Herablassen das Fass luftdicht abschließt. Beim Einschalten der Pumpe bildet sich dadurch ein Vakuum, und die Behälterentleerung beginnt, sich selbsttätig dem Boden entgegen zu saugen. Der leichte Druck, den die Platte dabei auf das Medium ausübt, verhindert Lufteinschlüsse und sorgt für ein kontinuierliches Fördern. Auch kann so die eingesetzte Menge fast vollständig weiterverarbeitet werden, nur etwa 1 % verbleibt im Fass.

Bei der Pumpe handelt es sich um eine Nemo-Hygienepumpe, die den EHEDG- und der QHD-Richtlinien sowie dem amerikanischen 3-A Sanitary Standard und dem russischen Gost-R entspricht. Kernstück ist eine Kombination aus einem gewendelten Rotor und einem ihn umgebenden, negativ gewendelten Statorkörper. Durch die präzise geometrische Abstimmung dieser beiden Komponenten entstehen während der Drehung größenstabile Förderkammern, in denen das Medium ohne Druckschwankungen, Pulsation oder starke Scherkräfte transportiert wird. Um Ablagerungen zu vermeiden, ist der gesamte Pumpraum strömungsgünstig und totraumfrei konzipiert. Zur Übertragung des Drehmoments dienen je nach geförderter Flüssigkeit entweder offene Gelenke, die stetig umspült werden, oder ein glatter Biegestab.

Effizientere Konstruktionsprinzipien für schnellere Reinigung und mehr Flexibilität
Auch sind sämtliche produktberührenden Oberflächen poliert; dies minimiert das Risiko von Anhaftungen. Bei der Materialwahl wurde besonders auf die Tauglichkeit im Lebensmittelbereich geachtet: So wird als Hauptwerkstoff korrosionsbeständiger 1.4571-Stahl genutzt, die Abstreifmanschette ist aus einem speziellen, von der FDA zugelassenen Elastomer gefertigt. Gleichzeitig erlauben die verbauten Materialien eine Reinigung der Pumpe nach dem CIP-Prinzip. Ohnehin müssen kaum Einzelteile gesäubert werden, da bei diesem Förder-Verfahren nur eine Dichtung mit dem Medium in Kontakt ist.

Bei der jüngsten NBE-Modellreihe wurde diese Eigenschaft noch verbessert, indem die Zahl der Einzelteile reduziert und die Konstruktion insgesamt schlanker und effizienter gestaltet wurde. So lässt sich die Anlage jetzt deutlich schneller reinigen. Die neue Bauform hat zudem den Vorteil, dass alle Volumenansprüche mit nur drei Größen abgedeckt werden können. Selbst sehr spezifische Anwendungsanforderungen lassen sich damit unkompliziert umsetzen. Die Behälterentleerungssysteme werden dadurch insgesamt wirtschaftlicher, einfacher zu handhaben und mobiler.

Unterschiedliche Möglichkeiten zur Ansteuerung
Zur Ansteuerung stehen unterschiedliche Möglichkeiten zur Auswahl, vom einfachen Start-Stopp-Schalter bis hin zum Touch-Panel, das alle Anlagenbestandteile und Prozessparameter übersichtlich darstellt. Die Fördermenge lässt sich dank der Funktionsweise der Exzenterschneckenpumpe über die Drehzahl stufenlos einstellen und bei Bedarf sogar umkehren. Zusätzlich erkennen Sensoren an den pneumatischen Zylindern, wann das Fass geleert ist, und unterbrechen den Entleervorgang, um ein Trockenlaufen zu verhindern. Darüber hinaus kann die Entleerungsvorrichtung auch problemlos in eine automatisierte Produktionsstraße eingefügt werden. Die dazu nötigen Schnittstellen stimmt der Pumpenhersteller mit dem Lieferanten der Gesamtlinie ab.

Die NBE-Behälterentleerungen eignen sich für Gebinde von 0,5 bis 200 l bei Förderraten zwischen 6 ml/min und 10 m³/h, in Sonderfällen können auch Speziallösungen für bis zu 1.000 l entwickelt werden. Für den Hersteller der Fruchtsaft-Abfüllanlagen wurde so ein System mit einem Durchfluss von 11,6 m³/h bei 188 min-1 und maximal 12 bar Druck realisiert. Der Abfüller kann damit innnerhalb einer Minute ein Fass nahezu restlos entleeren – und dank der optional integrierten Rollenbahn sind die Gebinde auch ebenso schnell ausgewechselt.

 

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Heftausgabe: Oktober 2013
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Rainer Gozzer, Leiter Geschäftsfeld Nahrung & Pharmazie Netzsch Pumpen

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Rainer Gozzer, Leiter Geschäftsfeld Nahrung & Pharmazie Netzsch Pumpen
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