Dosierpumpen fördern Medien für die Ultraschallreinigung

Um Bauteile oder Geräte zu reinigen, haben sich Ultraschallgeräte etabliert. Die Schallwellen bringen die nötige mechanische Energie ins Reinigungsmedium, um auch kleinste Verunreinigungen schnell und sicher zu entfernen. Moderne Reinigungsmittel, bestehend aus Laugen, Säuren oder speziellen Tensiden, sind dabei ein wichtiges, in vielen Fällen unverzichtbares Hilfsmittel. Sie helfen Verschmutzungen abzulösen, den Schmutz im Lösungsmittel zu binden und übernehmen spezielle Aufgaben wie zum Beispiel das Passivieren der zu reinigenden Materialien. Dazu müssen die einzelnen Reiniger genau auf die jeweilige Aufgabe abgestimmt und exakt nach Rezeptur gemischt werden. Fass-, Container- und Exzenterpumpen fördern dabei schnell und sicher sowohl niedrig- als auch hochviskose Zusatzstoffe in die Mischkessel.

Saubere Produkte und Geräte werden je nach Branche und Anwendung sehr unterschiedlich definiert. Geht es in einem Fall nur um Schmutzpartikel, so sind in anderen Bereichen Biofilme und Viren oder organische Beläge hygienisch zu entfernen.

Was ist sauber?

Elma Schmidbauer, ein Hersteller im Bereich der Ultraschall- und Dampfreinigungstechnologie, vertreibt neben entsprechend ausgelegten Reinigungsgeräten auch Reinigungschemikalien. Die Bandbreite reicht vom kleinsten Gebinde mit 25 g bis zum größten Gebinde mit 1 t. Das Produktportfolio umfasst unter anderem Reinigungskonzentrate, gebrauchsfertige Spüllösungen, wasserfreie oder wässrige Reinigungs- und Spüllösungen sowie Einbad-Schmiermittel.

Eigenschaften kombinieren

Bei der Ultraschallreinigung erzeugen Ultraschallwellen kleine Gasblasen, die dann implodieren und so für ablösende Stoßwellen an den zu reinigenden Produkten sorgen. Dabei unterstützen Reinigungslösungen und Additivkonzentrate die Ablösung und halten Verunreinigungen im Reinigungsmedium in der Schwebe. Je nach Einsatzgebiet sind die Zusätze dafür fettlösend, basisch verseifend, sauer auflösend, schäumend, biofilmabbauend oder Ähnliches. Oft werden auch unterschiedliche Eigenschaften kombiniert, um ein bestmögliches Ergebnis zu erzielen.

Damit die Reinigungschemikalien in der richtigen Zusammensetzung vorliegen, sind bei der Vorlage im Mischkessel alle Ingredienzien in Mengen zwischen 2 und 200 kg exakt nach Rezeptur einzuwiegen. Die einzelnen Komponenten werden in 1.000-l-IBC oder 200-l-Fässern angeliefert und müssen dann nach Rezeptur portioniert werden. Dabei gilt es den Arbeitsschutz einzuhalten, schließlich sind auch aggressive Stoffe wie Natronlauge, Phosphorsäure oder zähe Tenside und dünnflüssige Lösungsmittel dabei.

Keine Schwallbildung beim Anschalten

Früher wurden die Komponenten aus den großen Vorratsgebinden meist in kleinere, leichter handhabbare Gefäße wie Eimer oder Messbecher gefüllt und aus diesen dann dem Mischkessel exakt zugegeben. Andreas Schulz, Leiter Marketing bei Elma erklärt: „Bei zähfließenden Stoffen wie manchen Tensiden war das Dosieren eine langwierige Angelegenheit. Heute kommen Fass-, Container- und Exzenterpumpen von Flux zum Einsatz, die sich auch zur Förderung dünnflüssiger bis viskoser und hochviskoser Medien eignen. Diese Umstellung auf moderne Pumpentechnik erleichtert die Arbeit und macht den Umfüllprozess effizienter und sicherer.“

Die Fass- und Containerpumpen fördern als Kreiselpumpen eher dünnflüssige Stoffe. Die Exzenterschneckenpumpen arbeiten als Verdrängerpumpen turbulenzarm, bei konstantem Druck, ohne Scherung und sorgen für eine schonende und pulsationsfreie Förderung der zäheren Additive. In diesem Fall sind die Pumpen mit einem 1.000- oder 1.200-mm-Pumpenrohr ausgestattet. Die Rohre bleiben jeweils bis zur vollständigen Entleerung auf dem jeweiligen Liefergebinde und werden danach ins nächste Gebinde eingesetzt. In der Praxis ergeben sich weitere Vorteile, wie Ramon Erlitz, Produktionsmitarbeiter, ausführt: „Da die neuen Pumpen mit einem Zubehörbauteil, einem Emissionsschutzventil, zur Belüftung ausgestattet sind, entfällt das sonst nötige Öffnen der Belüftung am Fass oder IBC.“ Der drehzahlregelbare 230-V-Antriebsmotor vermeidet gegenüber früher versuchsweise eingesetzter Pumpen eine Schwallbildung beim Anschalten, die Förderleistung kann so langsam und spritzfrei hochgefahren werden.

Der Antrieb wird bei Bedarf über eine Schnellspannkupplung einfach oben auf das Pumpenrohr aufgesetzt und durch zwei kleine Hebel verriegelt. Das bringt gleich mehrere Vorteile: Leere Gebinde werden, da kein Motor mehr auf der Pumpe steckt, nicht kopflastig und stehen stabil. Zudem wird nur ein Motor für unterschiedliche Pumpen und Stoffe benötigt, und der Motor bleibt in der Nähe des Mischkessels an der Steckdose. Die Zufahrt der IBC oder Fässer ist so ohne störende Aufbauten und Kabel schnell und einfach möglich. Gerade bei sehr zähflüssigen Stoffen, beispielsweise bei einem Tensid das wie auskristallisierter Honig fließt, verkürzt sich die Abfüllzeit enorm. Der Stoff wird nun über eine Clampverbindung in einen Schlauch mit Auslaufbogen gefördert und rund dreimal schneller, in etwa 5 Minuten sehr genau dosiert.

Die Exzenterschneckenpumpe Viscopower gibt es mit vier unterschiedlichen Rotor-Stator-Kombinationen für die bestmögliche Förderleistung je nach gewünschtem Druck oder gewünschter Menge abhängig von der Viskosität des Mediums. Dünnflüssige Bestandteile werden momentan mit den Fass- und Containerpumpen, die mit Schlauch und Zapfpistole ausgerüstet sind, mit bis zu 35 l/min eingewogen.

Einfach zerlegen und reinigen

Nicht nur der Abfüllvorgang ist so schneller und einfacher, auch die Reinigung aller eingesetzten Komponenten benötigt weniger Zeit. Die Exzenterschneckenpumpen können für den Industriebereich aber auch für hygienisch anspruchsvolle Branchen wie Pharma, Lebensmittel oder Kosmetik ausgelegt werden. Alle Pumpen lassen sich mit sehr wenig Werkzeug in weniger als einer Minute in die einzelnen medienberührenden Komponenten zerlegen. „Das einfache Zerlegen erleichtert die Reinigung enorm, spart Spülwasser, Abwasser, reduziert die Reststoffentsorgung und erlaubt eine visuelle Kontrolle des Reinigungsergebnisses. Zudem trocknen die so zerlegten Einzelteile viel schneller als komplett gespülte Pumpen“, erklärt Erlitz.

Die momentan eingesetzten Pumpen mit Kunststoff-Steigrohr sind dabei gegen alle bisher eingesetzten Grundstoffe resistent, von aggressiven Säuren und Laugen bis hin zu den Tensiden und anderen Lösungsmittel-Komponenten. Im Ex-Bereich werden momentan vier baugleiche Pumpen in Edelstahl durch Motoren mit Ex-Zulassung angetrieben. Obwohl die Pumpen im jeweiligen Liefergebinde verbleiben, gibt es keine Materialbeeinträchtigung durch die Fördermedien. Für spezielle Lösungsmittel ist aufgrund der bisher guten Erfahrungen mit den Flux-Pumpen der Einsatz einer Edelstahlpumpe geplant, die auch diesen Stoffen widersteht.

Das Beispiel zeigt, dass mobile Fass-, Container- und Exzenterschneckenpumpen sich den Anforderungen anpassen können. Ob im stationären Betrieb oder mobil im Vorratsbehälter installiert, die Pumpen fördern je nach Typ praktisch alle flüssigen und pastösen Medien bis 500.000 mPas und überwinden auch höhere Gegendrücke beispielsweise bei Steig- oder langen Zuführleitungen. Trotz der hohen Förderleistung ist eine exakte Dosierung über Drehzahlregelung oder Zapfpistole leicht möglich.

Achema 2024, Halle 8.0 – F24