Flüssig oder cremig in einer Pumpe

Schraubenspindelpumpen in der Lebensmittelindustrie

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26.10.2019 Die Fördertechnik gibt es schon lange – seit über 100 Jahren nutzt vor allem die Öl- und Gasindustrie Schraubenspindelpumpen für zahlreiche Transferaufgaben.

Entscheider-Facts

  • Schraubenspindelpumpen ermöglichen schonendes Fördern über einen großen Drehzahlbereich. Sie eignen sich für den Transport von Produkten mit unterschiedlichen Viskositäten von flüssig über zähflüssig bis nahezu fest.
  • 3Durch das Funktionsprinzip ist außerdem die integrierte CIP-Reinigung problemlos möglich. Hygienisch ausgeführte Schraubenspindelpumpen in Edelstahl-Blockbauweise sind damit eine flexible Lösung für zahlreiche Anwendungen.
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Von flüssig bis fest: Schraubenspindelpumpen eignen sich für einen besonders hohen Viskositätsbereich und können damit Produkte wie Saft, aber auch Haselnusscreme befördern.
Bild: Adobe Stock – efired

Doch im Hygienic Design konstruierte Pumpen, die aufgrund ihres Hygieneniveaus auch in Branchen mit hohen Anforderungen eingesetzt werden können, sind erst seit 2009 auf dem Markt.

Die Technologie wurde bis dato in der Branche kaum genutzt, die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten dieser für die Verarbeitung von Lebensmitteln neuartigen Fördertechnik waren wenig bekannt. Schraubenspindelpumpen bieten gerade in der Lebensmittelindustrie eine Reihe technologischer und wirtschaftlicher Vorteile: Pumpen spielen in allen Prozessen der Lebensmittelindustrie, von der Tankentleerung über die Verarbeitung bis zur Abfüllung eine wesentliche Rolle. Der Bedarf an technologisch ausgereiften Transferlösungen ist groß.

Vor zehn Jahren stellte der Anbieter Jung Process Systems seine hygienisch konzipierten Schraubenspindelpumpen vor. Diese Fördertechnik bietet für die zu leistenden Aufgaben eine besondere Flexibilität, denn sie kann einen sehr großen Drehzahlbereich abdecken. Die unter dem Markennamen Hyghspin angebotenen Modelle erreichen je nach Baugröße bis zu 4.000 U/Min. Mit dem hohen Drehzahlbereich gehen zwei entscheidende Vorteile einher: ein sehr hoher Viskositäts- und ein breiter Volumenstrombereich. Beides wird von anderen Pumpensystemen in diesem Maß nicht erreicht.

Ein Aggregat für alle Zustände

Der hohe Viskositätsbereich ermöglicht es, eine sehr große Bandbreite an Medien zu fördern. Von hochviskosem Schmelzkäse, Quark und Tomatenmark über Nussnugatcreme bis zu niedrigviskosem Orangensaft können unterschiedliche Produkte mit dem gleichen Aggregat transportiert werden. Dies schließt auch flüssige Reinigungsmittel ein, so dass die Pumpe gleichzeitig eine CiP-Funktion erfüllt. Henning Grönwoldt-Hesse, Vertriebsleiter bei Jung Process Systems, nennt ein Beispiel: „Wird Quark in der Anlage gefördert, geschieht dies aufgrund der hohen Viskosität des Mediums mit großem Druck. Dennoch kann der Quark mit niedrigviskosem Wasser aus der Anlage ausgeschoben werden, da die Pumpe diesen breiten Viskositätsbereich abdeckt.“ Für den Reinigungsprozess ist keine separate Pumpe erforderlich. Darüber hinaus können die Aggregate auch gedämpft werden. Für eine Sterilisation (SiP) sind keine Sonderspalte erforderlich.

Schraubenspindelpumpen haben ein geringeres Kavitationsrisiko als andere Verdrängerpumpen. Ein besonderer Vorteil ergibt sich damit für ein Retrofit: Mit einer derartigen Hygienepumpe lässt sich in einer bestehenden Anlage ein größerer Volumenstrom fahren. „Häufig werden unsere Aggregate eingesetzt, um eine vorhandene Anlage zu optimieren“, bestätigt Grönwoldt-Hesse. Das hat auch wirtschaftliche Gründe: „Man darf nicht nur die Kosten der einzelnen Komponente im Blick haben, sondern muss sehen, dass das ganze System durch eine Hyghspin-Schraubenspindelpumpe deutlich effektiver werden kann. Dies zahlt sich beispielsweise bei schnellen Entladeprozessen mittelfristig aus.“

01_JPS_Blockbauweise

Das Funktionsprinzip der Schraubenspindelpumpe ermöglicht schonendes Fördern über
einen großen Drehzahlbereich.

Fördern ohne Quetschen

Aufgrund der geringeren Fördergeschwindigkeit entstehen auch in der Schraubenspindelpumpe weniger Turbulenzen für das Produkt. Das Medium wird axial durch die Pumpe geschoben, die Förderung ist nahezu pulsationsfrei und gleichmäßig. Die Medien werden nicht, wie beispielsweise in Dreh- oder Kreiskolbenpumpen, abgebremst und umgeleitet. Dadurch ist der Transfer für das Produkt schonender. „Fruchtstückchen, wie sie in Joghurt verwendet werden, behalten ihre Konsistenz, werden nicht gequetscht und sehen appetitlicher aus“, erläutert Pumpenspezialist Grönwoldt-Hesse.

Auch Fremdeinträge in das Produkt sind praktisch ausgeschlossen, da Schraubenspindelpumpen kontaktfrei arbeiten. Konstruktionsbedingt enge Spalte, die für einen Nickeleintrag verantwortlich sein können, findet man bei Schraubenspindelpumpen in der Regel nicht. Auch der Abrieb von elastischem Statormaterial wie bei einer Exzenterschneckenpumpe ist ausgeschlossen. Bei längerem Trockenlauf dieses Pumpentyps kann es darüber hinaus passieren, dass der Stator verbrennt – ein Risiko, das es bei einer Schraubenspindelpumpe nicht gibt. Der mit entsprechenden Wellendichtungen trockenlaufsichere Betrieb erlaubt eine höhere Toleranz gegen Bedienerfehler. Gerade auch als mobile Einheiten bieten die hygienischen Schraubenspindelpumpen sehr flexible Einsatzmöglichkeiten mit geringen Risiken.

„Zu unserem Kundenkreis zählen viele mittelständische Betriebe der Lebensmittelbranche“, erläutert Anke Jung. „Dort werden gerne mobile Pumpen bei häufigen Produktwechseln und für die verschiedensten Transferaufgaben eingesetzt. Das ist auch wegen der CiP-Funktion besonders wirtschaftlich.“

Blockbauweise aus Edelstahl

Schraubenspindelpumpen werden nach den Kriterien des Hygienic Design totraumfrei konstruiert. Sie werden, wie andere hygienische Pumpen auch, aus Edelstahl hergestellt und sind EHDG-zertifiziert. Alle produktberührenden Elastomere der Pumpen sind als leicht zu reinigende Formringe mit FDA-Zulassung ausgeführt. Die Blockbauweise der Schraubenspindelpumpen sorgt für zusätzliche Sicherheit. Sie erleichtert die äußere Reinigung und schließt Folgeschäden an den Pumpen durch verspannte Kupplungen aus.

02_Schraubenspindelpumpe

Die hygienischen Hyghspin-Schraubenspindelpumpen gibt es in zahlreichen Modellvarianten.
Bilder: Jung Process Systems

Eine weitere Besonderheit ist das Fertigungsverfahren. „Wir spanen unsere medienberührenden Teile aus Edelstahl-Vollmaterial. Damit schließen wir das Risiko von Rissen oder Lunkern aus, die bei Verwendung von Gussteilen entstehen können“, betont der Vertriebsleiter. Alle Modelle werden ausschließlich am Firmensitz in Kummerfeld konstruiert und gebaut. Das Unternehmen beschäftigt dort über 90 Mitarbeiter und beliefert Kunden weltweit. „Wir haben uns ganz auf diesen Pumpentyp spezialisiert, weil wir von den universellen Einsatzmöglichkeiten überzeugt sind“, sagt Geschäftsführerin Anke Jung. „Darin sehen wir noch ein großes Potenzial, nicht nur für die Verarbeitung von Lebensmitteln, sondern auch für andere Branchen mit höchsten Hygieneansprüchen, wie die Pharma- und die Kosmetikindustrie. Unsere Produktfamilie und die Anwendungsmöglichkeiten weiten wir daher kontinuierlich aus.“

10 Jahre hygienische Schraubenspindelpumpen

Die Geschichte von Jung Process Systems beginnt schon früher: 1972 gründete Hans Jung im 2000-Einwohner-Ort Kummerfeld nördlich von Hamburg einen Betrieb für die Metall- und Edelstahlbearbeitung, die spätere Jung & Co. Gerätebau GmbH. Nach anfänglichen Aufträgen für den Anlagen- und Schiffbau spezialisierte sich das wachsende Unternehmen Ende der 1990er Jahre auf die Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Zum Fertigungsprogramm gehörten auch Komponenten für große Pumpenhersteller, so dass Jung umfassende Kompetenz im Pumpenbereich aufbaute. Veränderungen auf den Märkten der eigenen Kunden oder beispielsweise internationale Lieferantenvereinbarungen hatten zunehmend auch Auswirkungen auf Jung & Co. als Zulieferer. Mit der Gründung der Jung Process Systems GmbH 2009 wollte Hans Jung diesem Trend entgegensteuern. „Mein Vater hatte eine Möglichkeit gesucht, mit einem eigenen Produkt die Unabhängigkeit des Unternehmens langfristig zu sichern“, erzählt Anke Jung, die Tochter des Gründers und heutige Geschäftsführerin von Jung Process Systems. „Er kannte sich in der Pumpentechnologie ja sehr gut aus. Eines Tages kam er auf die Idee, eine hygienische Schraubenspindelpumpe speziell für die Lebensmittelindustrie zu entwickeln.“

 

Brau Beviale Halle 8 – 324

Heftausgabe: November 2019

Über den Autor

Andrea Seegelke, Seegelke Kommunikation
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