Drehkolbenpumpe Pomac PLP2-2,5 von Lewa schont sensible Emulgator-Bestandteile wie Lecithin

Für die Produktion von verschiedensten Lebensmitteln wird oft eine Basis-Masse als Emulgator benötigt. Dabei handelt es sich um eine Mischung aus Phospholipiden, die sich aus Fettsäuren, Glycerin, Phosphorsäure und Cholin zusammensetzt. Lecithine sind Bestandteile von verschiedenen Fetten sowie Ölen und besonders reich in Eidotter und Zellen pflanzlicher Samen vorhanden – wie bspw. in Raps, Sonnenblumen oder Soja. Diese Substanzen müssen besonders schonend aufbereitet und genau nach Rezepturvorgaben weiterverarbeitet werden, um eine konstante Produktqualität zu gewährleisten. 

Um dies bei einer Fördermenge von annährend 200 kg in möglichst kurzer Zeit und bei gleichzeitig hohem Viskositätsgrad der Melasse sicherzustellen, entschied sich das Hamburger Unternehmen Terheggen & Dethlefsen – Food Engineering dazu, für die neue Anwendung dort im Hause ein entsprechendes Aggregat anzuschaffen. Nach einer umfangreichen Beratung vor Ort durch die Experten von Lewa fiel die Wahl auf eine Drehkolbenpumpe des Typs Pomac PLP2-2,5; Hansa Industrie-Mixer lieferte die passende Steuerung für die Anlage.

„Bei der Förderung, Verarbeitung und Dosierung von Substanzen speziell im Lebensmittel- und Feinkostbereich sind vor allem Genauigkeit, Hygiene und Schnelligkeit gefordert“, erklärt Heinz Woldering, Gebietsverkaufsleiter bei Lewa. „Je nach Viskositätsgrad des zu fördernden Flüssigmediums gestaltet sich diese Aufgabe schwierig und viele herkömmliche Pumpen scheitern an den hohen Betriebsanforderungen.“ Bei Terheggen & Dethlefsen muss die hoch viskose Basis-Melasse im Mischprozess aus einem Intermediate Bulk Container (IBC) heraus den Rezepturvorgaben gemäß dem Erzeugnis beigefügt werden. Nach Besichtigung der örtlichen Gegebenheiten wurde auf Empfehlung Wolderings eine Drehkolbenpumpe des Typs Pomac PLP2-2,5 eingesetzt, die sich besonders durch ihre Drehzahlsicherheit, einen niedrigen Geräuschpegel und eine hohe Dosiergenauigkeit selbst bei sehr hohem Viskositätsgrad des Fördermediums auszeichnet.

EHEDG-gerecht

„Bei der bei Terheggen & Dethlefsen eingesetzten Pumpenausführung handelt es sich um eine Edelstahl-Konstruktion, die den strengen Kriterien der EHEDG gerecht wird“, führt Woldering die weiteren Vorteile der Pumpe aus. „Die modulare Aufbauweise der Pomac-Linie sowie die verschiedenen Möglichkeiten hinsichtlich der verbauten Dichtungen und Anschlüsse ermöglichen eine hohe Flexibilität bei der Installation und die Umsetzung besonderer Kundenwünsche.“ Bei Terheggen & Dethlefsen wurde die neue Pumpenstation speziell auf das zu fördernde Medium abgestimmt und eingehend mittels Tests geprüft, ob sie für die Anwendung auch geeignet war: Die Lecithin-Melasse machte eine sehr schonende Zufuhr zum Mischvorgang unabdingbar, um eine konstante Produktqualität zu garantieren. 

Auch musste die hohe Viskosität der Melasse und die damit verbundene Scherbeanspruchung bei der Auswahl und Dimensionierung der Pumpe berücksichtigt werden. Unter Einbezug aller Komponenten empfahl Lewa den Einsatz einer Pomac PLP2-2,5 mit Bi-Wing-Rotoren. Der Typ PLP2-2,5 ist so aufgebaut, dass bei einer maximalen Drehzahl von 1000 U/min eine Förderleistung von 36 l/100 U möglich ist, wodurch den Qualitätsanforderungen besonders im Hinblick auf die produktschonende Förderung der Melasse Rechnung getragen wird. „Der bei diesem Vorgang vorherrschende Druck von 2-5 bar stellte die PLP 2-2,5 vor keine besonderen Herausforderungen, da die Pumpe für einen Druck von bis zu 15 bar ausgelegt ist“ ergänzt Woldering. „Von unserer Seite wurde die Pumpe außerdem mit einem Getriebemotor mit integriertem Frequenzumrichter ausgestattet und anschließend zur weiteren Bearbeitung an Hansa Industrie-Mixer geliefert.“

Doppelte Gleitringdichtung für einfache Wartung

Um Schäden an der Anlage durch Trockenlauf und daraus resultierende Produktionsausfälle sowie langwierige Reparaturarbeiten zu vermeiden, wurde in der neuen Pumpe ein spezieller Trockenlaufschutz in Form einer doppelten Gleitringdichtung verbaut: Die Pumpen der Pomac-Reihe haben den Vorteil, dass aus fünf verschiedenen Dichtungen die für den jeweiligen Anwendungsfall passende gewählt werden kann. Auch das Material kann auf die kundenspezifischen Anforderungen angepasst werden. Bei Terheggen & Dethlefsen wurde eine doppelte Gleitringdichtung verbaut: „Die Dichtung wird über einen Thermosiphonbehälter mit einem Sperrmedium versorgt, so dass es zu keiner Zeit zu Schäden durch Trockenläufe kommen kann“, führt Woldering weiter aus. „Die Dichtungen bestehen aus FDA- und EC1935/2004-konformen Elastomeren aus Viton. Diese sind besonders für die Lebensmittelproduktion geeignet, da sie eine sehr hohe thermische sowie chemische Beständigkeit aufweisen.“ Alle fünf Varianten der Wellenabdichtung, die bei der PLP-Standardserie zum Einsatz kommen, sind gemäß des sogenannten Front-Pull-Out-Prinzips direkt von vorne zugänglich und untereinander auch austauschbar – somit sind Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen schnell und einfach zu erledigen.

Steuerungs- und Wiegevorrichtung

Die besonderen Anforderungen bei Terheggen & Dethlefsen machten zusätzliche Features nötig: „Gefordert war eine mobile Dosieranlage, die automatisch, gemäß den Steuersignalen einer Waage, bestimmte Mengen des Fördermediums beimischt“, so Woldering. Lewa lieferte die Pumpe inklusive Rahmen und Rollwagen und holte Hansa Industrie-Mixer ins Boot. Hansa Industrie-­Mixer verfügt über langjährige Erfahrung im Lebensmittelbereich und war für die Konzeption der Steuerung, die Herstellung eines geeigneten Steuer- und Bedienschranks aus Edelstahl sowie die Implementierung der passenden Komponenten wie z. B. Schläuche und Rückschlagventile verantwortlich. 

Die gesonderte Steuerung war notwendig, um eine rezeptgenaue Dosierung zu gewährleisten und dafür zu sorgen, dass der Mischprozess im Automatikbetrieb reibungslos verläuft. „Lewa kam auf uns mit der Anfrage zu, eine Steuerung zu entwickeln, die als Verbindung zwischen Waage und Pumpe fungiert und diese direkt im Terheggen & Dethlefsen-Werk zu testen“, berichtet Hans-Georg Frenzel, Technischer Leiter bei Hansa. „Unser anwendungsspezifischer Steuerschrank beinhaltet nun die Spannungsversorgung inklusive Kabel mit Stecker und Klemmenleiste, eine Bus-Schnittstelle für die Verbindung zum Wiegeterminal sowie eine Bedienoberfläche mit Tasten, Schaltern und je einem Potentiometer für die Pumpendrehzahl bei Grob- und Feindosierung.“ Ebenso wurde ein Schalter integriert, der die Auswahl zwischen Manuell- und Automatikbetrieb ermöglicht. 

Für die Dosierung wurde eine speziell auf diese Anwendung ausgerichtete Hochpräzisionswaage eingesetzt, die mit der Steuerung verbunden und schließlich an die Pumpe angeschlossen wurde. Mithilfe der Waage wird die Menge an Melasse exakt nach den Rezepturvorgaben definiert: Im Wiegeterminal sind die genauen Mengenangaben hinterlegt, die von dort aus an die Pumpensteuerung weitergeleitet werden. „Die Dosierung selbst wird über Signale geregelt“, so Frenzel „Wir konnten nun, nach zwei Testläufen und dank der guten Zusammenarbeit des gesamten Projektteams, die Anlage so modifizieren und einstellen, dass alle Anforderungen im Hinblick auf Förderleistung und Prozessgeschwindigkeit, die seitens Terheggen & Dethlefsen an uns herangetragen wurden, erfüllt werden konnten.“

Aufgrund der bisher sehr positiven Bilanz des Projekts steht sowohl für Lewa als auch für Hansa einer möglichen neuen Kooperation in der Zukunft nichts im Weg.