Die Pumpen sind totraumfrei konstruiert und einfach zu reinigen. (Bild: Jung Process Systems)

Die Pumpen sind totraumfrei konstruiert und einfach zu reinigen.(Bild: Jung Process Systems)

| von Andrea Seegelke, freie Journalistin für Jung Process Systems
  • Wenn es darum geht, Medien schonend zu fördern, sind Schraubenspindelpumpen oft das Mittel der Wahl.
  • Die vorgestellte Baureihe ist speziell für empfindliche und hygienisch anspruchsvolle Medien konzipiert. So arbeitet sie beispielsweise mit einer vergleichsweise geringen Fördergeschwindigkeit, was das Risiko mindert empfindliche Inhaltsstoffe zu zerstören.
  • Darüber hinaus wurde auch bei der Werkstoffauswahl und Oberflächengüte darauf geachtet, die Kriterien des Hygienic Design zu erfüllen.

Die axiale Förderung transportiert das Produkt schonender, als wenn das Produkt zusammen mit den Förderelementen rotiert und dadurch geschleudert wird und auch die geringere Fördergeschwindigkeit wird zum Vorteil für sensible Produkte. Negative Auswirkungen des Schleuderns wie Zerstörung von Partikeln, erhöhte Abrasion oder Schaumbildung vermeidet das Verfahren. Eine aus Vollmaterial gespante,
totraumfreie Bauweise ermöglicht zudem Hygienisches Design und Prozesssicherheit auf hohem Niveau.

Pulsationsarmer Transport

Auch wenn in der pharmazeutischen Industrie verarbeitete Medien oftmals nicht im hochviskosen Bereich liegen und von vielen Pumpentypen gefördert werden könnten, stellen Schraubenspindelpumpen die schonendere Alternative dar. So sind beispielsweise die Fördergeschwindigkeiten geringer als bei einer Drehkolbenpumpe. Dadurch verringert sich das Risiko erheblich, empfindliche Inhaltsstoffe während des Transportvorgangs zu zerstören. Während beim Prinzip der meisten Verdrängerpumpen das Medium mit den Förderelementen rotiert, drehen sich in der Schraubenspindelpumpe zwei gegenläufige Förderschnecken und schieben das Produkt sanft voran. „In der Schraubenspindelpumpe rotieren die Verdränger und nicht das Produkt, sodass der Einfluss auf die Medien äußerst gering ist“, erläutert Henning Grönwoldt-Hesse, Vertriebsleiter beim norddeutschen Pumpen-Hersteller Jung Process Systems, das Prinzip. Laufend werden die Kammern auf der Saugseite befüllt und auf der Druckseite entleert. „Das Förderverhalten ist daher nahezu pulsationsfrei und die nur sehr geringen Turbulenzen sichern eine hohe Saugleistung und einen niedrigen NPSH-Wert.“

Henning Grönwoldt-Hesse, Vertriebsleiter Jung Process Systems: "Das Förderverhalten ist daher nahezu pulsationsfrei und die nur sehr geringen Turbulenzen sichern eine hohe Saugleistung und einen niedrigen NPSH-Wert." (Bild: Jung Process Systems)

Henning Grönwoldt-Hesse, Vertriebsleiter Jung Process Systems: "Das Förderverhalten ist daher nahezu pulsationsfrei und die nur sehr geringen Turbulenzen sichern eine hohe Saugleistung und einen niedrigen NPSH-Wert." (Bild: Jung Process Systems)

Für anspruchsvolle Medien

Schraubenspindelpumpen eignen sich beispielsweise für das Fördern von Blutplasma, Enzymen oder Proteinlösungen, und auch zum Transport von Aerosolen kommen sie zum Einsatz. Betreiber der Pharma- wie der Kosmetikindustrie setzen den Pumpentyp beispielsweise ein, um verkapselte Wirkstoffe schonend zu verarbeiten. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist der Transfer hoch abrasiver Medien, bei der die geringe Pump-Geschwindigkeit den abrasiven Verschleiß reduziert. Um aggressive Peeling-Produkte oder Zahnpasta, allen voran Bleaching-Rezepturen, verschleißarm zu fördern, ist es möglich die medienberührenden Teile durch eine zusätzliche Härtung zu schützen. Drittes Beispiel sind seifenhaltige Lösungen, die durch die geringe Fördergeschwindigkeit keinen Schaum bilden und blasenfrei transportiert werden können.

Flexibilität durch einfache Reinigung

Schraubenspindelpumpen können einen breiten Volumenstrom- und Viskositätsbereich abdecken. Durch in sich gewuchtete Rotoren mit geringen Trägheitsmomenten ergibt sich ein Drehzahlbereich bis
4.000 U/min. Das Pumpensystem kommt daher in der Pharma-, Kosmetik und Food-Produktion an vielen Stellen zum Einsatz, denn die gleiche Pumpe kann hoch viskose Medien wie Cremes oder Trägersubstanzen verpumpen und zudem diese Produkte mittels Wasser auch aus der Anlage ausschieben. Ohne zusätzlichen Bypass ist es möglich, niedrigviskose Reinigungsflüssigkeiten für CIP- und SIP-Prozesse zu fördern. Diese Kombination aus Produktförderung und Reinigung mit einer Pumpe reduziert die Amortisationszeiten der Pumpenaggregate erheblich. „So lassen sich beispielsweise auch häufige Produktwechsel effizient durchführen“, betont Grönwoldt-Hesse.

Die Kreiselkolbenpumpe bremst das Förderelement ab und lenkt es um. (Bild: Jung Process Systems)

Die Kreiselkolbenpumpe bremst das Förderelement ab und lenkt es um. (Bild: Jung Process Systems)

Bei der Schraubenspindelpumpe schieben zwei Förderschrauben das Produkt schonend. (Bild: Jung Process Systems)

Bei der Schraubenspindelpumpe schieben zwei Förderschrauben das Produkt schonend. (Bild: Jung Process Systems)

Sicherheit im Produktionsprozess

Schraubenspindelpumpen werden meist nach den Kriterien des Hygienic Design entwickelt. Totraumfreie Konstruktion und der Einsatz hochwertiger Edelstahl-Legierungen gehören zum Standard, gravierende Unterschiede gibt es in der Ausführung der medienberührenden Bauteile. In vielen Pumpen werden diese Komponenten aus Gussteilen gefertigt. Anders beim Pumpenhersteller: „Wir verarbeiten für unsere Hyghspin-Modelle ausschließlich aus Vollmaterial gespante Bauteile, um das Risiko für Fehlstellen wie Risse oder Lunker auszuschalten, das bei der Verwendung von Gussteilen besteht“, erläutert Grönwoldt-Hesse. So ist eine Oberflächengüte mit Rauheiten unter 0,4 µm möglich. Zur Reinigung der Pumpe nutzt der Hersteller den vollen CIP-Volumenstrom und nicht nur einen Teilstrom.
Toträume sind konstruktiv ausgeschlossen und auch die Wellendichtungen liegen komplett im CIP-Strom. Grönwoldt-Hesse: „Dies gewährleistet die vollständige Reinigung. Hygienische Risiken durch Produktrückstände sind ausgeschlossen.“ Ebenfalls ausgeschlossen ist ein für Allergiker bedenklicher Nickeleintrag ins Produkt: „Die Pumpen operieren kontaktfrei und stark nickelhaltige Sonderlegierungen werden bei uns ohnehin nicht verwendet.“ Die Pumpen sind EHEDG-zertifiziert und alle produktberührenden Elastomere sind als leicht zu reinigende Formringe mit FDA-Zulassung ausgeführt. Für die Dichtungen stehen Betreibern TSE-freie und nach USP Class VI zertifizierte Elastomere zur Verfügung.

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