Pumpen ohne Nebenwirkungen

Vakuumtechnik in explosionsgefährdeten Pharma-Prozessen

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12.10.2012 Der Explosionsschutz von Vakuumpumpen in sensiblen Produktionsprozessen stellt Hersteller und Anwender vor Herausforderungen: Je nach Anwendung können Stoffe korrosiv, temperaturempfindlich, fest, flüssig oder gasförmig sein. Gemeinsam mit Unternehmen der chemischen, pharmazeutischen und petrochemischen Industrie entwickelt Edwards für diese Prozesse geeignete temperaturgeregelte trockenlaufende Pumpen.

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Entscheider-Facts Für Betreiber

  • Die Pumpen widerstehen Korrosion, Polymerisation und Selbstentzündung, indem sie die Chemikalien in der Gasphase halten.
  • Ein Temperatur-Management-System hält die Temperatur für optimale Prozessleistung auf einem einstellbaren Niveau.
  • Ein speziell entwickelter, wassergekühlter Motor sowie ein integriertes Antriebs- und Steuerungssystem ermöglichen es, laufende Kosten zu senken.

Ein deutsches Unternehmen aus der pharmazeutischen Industrie beauftragte den Pumpenhersteller mit einer besonderen Aufgabenstellung: Unter Rücksichtnahme auf zwischenzeitlich gestiegene Anforderungen an den Explosionsschutz innerhalb der EU wollte der Betreiber seine FDA-zertifizierten Prozesse auch auf das Trocknen pharmazeutisch aktiver Produkte ausdehnen, die den Atex-Richtlinien unterliegen.

Heiße, kalte und explosive Stoffe pumpen

Je mehr Stoffe ein Betrieb verarbeitet, desto unterschiedlicher sind die Anforderungen an die Pumpsysteme. Zum sicheren Umgang mit entzündlichen und explosiven Stoffen sind beispielsweise am Ein- und Auslass der Pumpe Flammsperren erforderlich. Auch im Hinblick auf die maximal zulässige Temperatur während der Verarbeitung gibt es deutlich unterschiedliche Anforderungen: So ist bei temperaturempfindlichen Stoffen eine zuverlässige Temperaturregelung – sprich Kühlung – unerlässlich. Bei besonders agressiven Chemikalien müssen Prozesse jedoch mit hohen Temperaturen fahren, um das Kondensieren der Stoffe an den Wänden und damit das Korrodieren des Pumpengehäuses zu verhindern. Eine Vakuumpumpe sollte deshalb beide Betriebsarten ermöglichen.

Pumpmechanismen bei trockenlaufenden Vakuumpumpen

Die trockenlaufenden Pumpen des Herstellers widerstehen Korrosion, Polymerisation und Selbstentzündung, indem sie die Chemikalien in der Gasphase halten. Das Gleichgewicht zwischen Gas- und Flüssigphase hängt von den Druck-Temperatur-Eigenschaften des Materials ab. Im Kompressionszyklus des patentierten Drystar-Mechanismus – ein Umlaufkonzept zur Verbesserung des Bahnlaufs in der Trockenpartie – erhöht sich die Temperatur beim Durchgang des Dampfs durch die Pumpe. Die Kondensationstemperatur des gepumpten Dampfs liegt stets unter der Gastemperatur, weshalb das gepumpte Material jederzeit in der Gasphase bleibt. Im letzten Schritt, in dem die Kondensation am wahrscheinlichsten auftritt, liegen die Gastemperaturen bei Pumpen der Baureihe typischerweise bei 150 bis 220?°C. Mit einem temperaturgeregelten Kühlwassermantel sowie einem indirekten zweiten Kühlkreislauf kann der Anwender diese Temperatur höher oder tiefer einstellen.

Trockenlaufende Vakuumpumpen für die Industrie

Speziell für raue Umgebungen gemäß Atex-Spezifikation und für einen wirtschaftlichen Betrieb in der chemischen, petrochemischen und pharmazeutischen Industrie entwickelte das Unternehmen die einfach zu bedienenden CXS-Pumpen. Sie sind zuverlässig, robust und ermöglichen eine verbesserte Handhabung von Flüssigkeiten und Feststoffen gleichermaßen. Sie verbinden die Vorteile von trockenlaufenden Pumpen mit niedrigem Energieverbrauch und geringeren Wartungskosten, hohes und flexibles Vakuum bis herunter zu 10-3 mbar sowie keine Kontaminierung von Prozessmaterialien oder Kühlwasser. Die verwendete Schraubentechnologie ermöglicht eine glatte, graduelle Kompression entlang des Rotors, was in einer verbesserten thermischen Kontrolle und optimiertem Pumpen bei allen Eingangsdrücken resultiert. Ein Temperatur-Management-System hält die Temperatur für optimale Prozessleistung auf einem einstellbaren Niveau. Darüber hinaus sind die Pumpen für den Betrieb in Gefah-renumgebungen ohne Einschränkung zertifiziert und ermöglichen das Pumpen brennbarer und auch korrosiver Gase, ohne Schaden zu nehmen. Mit einem Geräuschpegel von 64 dB(A) arbeiten sie ruhig und leise. In das Design der Baureihe fließt Kompressions- und Motorentechnologie ein, die zur Leistung der Pumpe beiträgt. Ein speziell entwickelter, wassergekühlter Motor, der eine bis zu 15 Prozent bessere Effizienz gegenüber einem Standardmotor aufweist sowie ein integriertes Antriebs- und Steuerungssystem ermöglichen es Betreibern, laufende Kosten zu senken – ebenso wie die langen Wartungsintervalle von bis zu fünf Jahren und die Lebensdauer von über 25 Jahren. Sie haben eine integrierte Steuerung, PID-Druckregelung und Sicherheitssysteme für Plug-and-Play-Betrieb und sind mit jedem externen Steuerungssystem über Kommunikations-Schnittstellen wie Ethernet und Profibus DP kompatibel. Schnelles Herunterpumpen und Prozess-Kontrolle ergeben eine gute Leistungsfähigkeit in einer Vielzahl von Anwendungen wie Destillation, Trocknen, Entgasen, Vakuumerzeugen bei Reaktoren, Hausvakuumsysteme, Lösungsmittelrückgewinnung, Kristallisation und Filtration.

Trockenlaufende Pumpensysteme in der Praxis

Das pharmazeutische Unternehmen verwendet die Pump-Systeme des Herstellers zum Entfernen von Lösungsmitteln aus seinen Produkten durch Erhitzen unter Vakuum in einer Trockenkammer. Die Produkte verarbeitet der Hersteller stapelweise in einem sterilen Bereich und sammelt diese in der Trockeneinrichtung und einem Kondensator. Lösungsmittel kondensieren am Auslass der Vakuumpumpe in einem gekühlten Kondensator. Dieses Verfahren maximiert die Lösungsmittelrückgewinnung und minimiert den Aufwand für die Abgasbehandlung. Die Abgase reinigt der Betreiber mit Aktivkohle, bevor er sie in die Atmosphäre entlässt. Vakuumpumpe, Kühler, Abgaskondensator, Aufnahmeeinrichtungen, Absorber und Steuerungssysteme stammen alle aus einer Hand und sind außerhalb des sterilen Bereichs angeordnet.

 

Heftausgabe: Oktober 2012
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Rudi De Koninck, Verkaufsleiter Prozess-Industrie bei Edwards Vacuum

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Rudi De Koninck, Verkaufsleiter Prozess-Industrie bei Edwards Vacuum
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