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Verfahrenstechnik 11/2018

Verfahrenstechnik 11/2018

TOP-THEMA I

TOP-THEMA I LEBENSMITTEL- UND GETRÄNKETECHNIK Süße Vorteile Maissiruphersteller verbessert Produktionsprozess durch neues Filtersystem Autor: Ulrich Latz, Technical Sales Engineer, Eaton Technologies GmbH, Nettersheim 3 4 1 2 5 Ein Hersteller von Maissirup wollte seinen Produktionsprozess verbessern und die Verletzungsgefahr bei gleichzeitiger Verkürzung des arbeitsintensiven Reinigungsprozesses verringern. Die Lösung bestand im Ersatz des veralteten Filtersystems durch einen mechanisch selbstreinigenden Siebkorbfilter mit magnetisch gekoppeltem Antrieb und mit hohem Durchfluss, um teure Wartung und Stillstandzeiten zu verringern. Wenn man heutzutage etwas Süßes isst, hat man sehr wahrscheinlich in irgendeiner Form Maissirup zu sich genommen. Maissirup wird in Lebensmitteln eingesetzt, um eine weiche Beschaffenheit und ein größeres Volumen zu erzielen, eine Kristallisierung des Zuckers zu vermeiden und den Geschmack zu verbessern. Es gibt auch Maissirup mit hohem Fruchtzuckeranteil. Er wird aus Maissirup hergestellt, bei dem ein Großteil der Glukose in Fruchtzucker umgewandelt wird, wodurch ein noch süßeres Gemisch entsteht. Einer der weltweit führenden Hersteller von Süßungsmittel aus Mais wie Maissirup, Maissirup mit hohem Fruchtzuckeranteil, Maltodextrin, kristallinem Fruchtzucker und Dextrose war auf der Suche nach einer Methode zur Verbesserung seines Produktionsprozesses, um den Produktverlust, die Wartungskosten und das Verletzungsrisiko zu verringern. Gezielt bewertete das Unternehmen sein bestehendes Filtrationssystem und suchte nach einer verbesserten Lösung mit einem weniger arbeitsintensiven Reinigungsvorgang des Filters. Besondere Herausforderungen Die Herstellung von Maissirup erfolgt in mehreren Prozessschritten. Dabei bringt jeder Schritt besondere Herausforderungen mit sich. Nachdem der eingehende Mais untersucht und gereinigt wurde, wird er 30 bis 40 Stunden eingeweicht, um das Aufspalten der Stärke- und Proteinverbindungen zu starten. Im dritten Schritt wird der Mais grob gemahlen, um den Keim vom Rest des Maiskorns zu trennen. Das ver bleibende Gemisch aus Fasern, Stärke und Eiweiß wird fein gemahlen und filtriert, um die Fasern von der Stärke und dem Eiweiß zu trennen. Dann wird die Stärke in Hydrozyklonen, die Partikel in einer flüssigen Suspension trennen, vom restlichen Gemisch abgetrennt. Schließlich kann die Stärke in Sirup umgewandelt werden. Das Unternehmen wendete sich an Eaton, um nach einer Lösung für das Filtrationssystem, das bei der Umwandlung in Sirup zum Einsatz kommt, zu suchen. Mögliche Sicherheitsrisiken Die in den 70er-Jahren in dem Werk installierten Tubular-Filter von Eaton waren zwar stabil und zuverlässig, hatten jedoch ein Upgrade nötig. „Wir haben uns mit dem Manager und dem Verfahrenstechniker der Raffinerie getroffen, um über die vorhandenen Filter sowie Pläne zur Prozessverbesserung zu sprechen“, erzählt Jim Lago, Regional Sales Manager bei Eaton. „Der Kunde wollte, dass Eaton durch den Einsatz seiner neuesten Technologien den Prozess verbessert, den Arbeitsaufwand verringert, die 18 VERFAHRENSTECHNIK 11/2018

Prozessdarstellung (MCS 500): In den MCS-Siebkorbfiltern mit mechanischer Abreinigung wird die einströmende Flüssigkeit (1) vom inneren Zylinder durch ein Siebelement aus Drahtgewebe (2) in den äußeren Zylinder und durch den Auslass (3) nach außen geleitet; eine magnetisch gekoppelte Reinigungsscheibe (4) bewegt sich im Inneren des Zylinders regelmäßig nach unten und oben, um das Filtersieb zu reinigen; dabei werden Schmutzteilchen am Boden des Gehäuses gesammelt und aus dem Gehäuse gespült (5) Sicherheit erhöht und die häufige Reinigung beseitigt. Es handelte sich bereits um einen Kunden von Eaton, daher waren wir mit dem Prozess, der vorhandenen Ausstattung und den Herausforderungen vertraut und verfügten über das nötige Wissen, um eine angemessene Lösung zu empfehlen, mit der der Kunde seine Ziele erreicht.“ Bei der Umsetzung des neuen Prozesses war es äußert wichtig, sich mit möglichen Sicherheitsrisiken zu befassen. Bei der Verarbeitung wird die dickflüssige Masse oft erhitzt, um die Geschwindigkeit und Effizienz zu erhöhen, mit der sie den Prozess durchläuft. Dabei erreicht diese oft Temperaturen bis zu 60 °C, wenn sie durch die Tubular- Filter strömt, womit die Bediener einer Verbrennungsgefahr ausgesetzt waren, wenn an Dichtungen oder anderen Verbindungspunkten Leckagen auftraten. Die zahlreichen Wartungsarbeiten und die Reinigung des Filters waren mit weiteren Risiken verbunden, da man häufiger den heißen Flüssigkeiten ausgesetzt war. Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor bei der Bestimmung der richtigen Filtrationslösung war die erforderliche Durchflussrate von bis zu 9 464 Liter pro Minute. Bei 567 812 Litern heißer, klebriger Flüssigkeit, die stündlich den Prozess durchlaufen, stellte dieser Faktor eine weitere Heraus forderung sowie die Notwendigkeit dar, die Kapazität des Systems zu erhöhen. Die Wartungskosten waren ebenfalls ein wichtiger Punkt für den Kunden. Bei dem bestehenden System mussten die Filter dreimal wöchentlich von einem externen Team gereinigt werden. Bei unerwarteten Problemen waren noch häufigere Reinigungen erforderlich, was zu mehr Ausfällen und Kosten führte. Die regelmäßige Wartung des Filters führte auch zu einem größeren Verlust des kostbaren Produkts sowie dem möglichen Verlust einer gesamten Charge Maissirup. Filter mit hohem Durchfluss Für die Aufgabe wurde ein mechanisch selbstreinigender Siebkorbfilter mit magnetisch gekoppeltem Antrieb und hohem Durchfluss empfohlen. Diese Technologie ermöglicht einen einfachen und schnellen Zugang bei Wartungsaufgaben, senkt die Gefahr potenzieller Leckagen und erfordert weniger bewegliche Teile. Weitere Vorteile sind: n minimale Spülablassmengen für geringen Produktverlust n einfache Installation ins bestehende System n kontinuierlicher Betrieb n wartungsfreundliche Konstruktion n umweltfreundlich: kein Verbrauch, Austausch oder Entsorgung von Filtermaterial n optional verfügbar gemäß ASME-Code, AD2000 oder EN13445 sowie CE-konform gemäß Druckgeräterichtlinie Der Kunde installierte den mechanisch selbstreinigenden Siebkorbfilter mit magnetisch gekoppeltem Antrieb MCS-500 versuchsweise, um Daten zu sammeln und den Erfolg zu messen. Das nach einigen Monaten vorliegende Gesamtergebnis übertraf die Erwartungen des Kunden. Die Multiplex-Ausführung des Systems bietet eine Konfiguration mit mehreren Stationen, die es dem Kunden ermöglicht, in Zukunft flexibel weitere Kapazität hinzuzufügen. Der Kunde entschied sich zunächst für den Kauf von fünf Filtern. Er behielt sich die Option vor, einen sechsten hinzuzufügen, sollte der Durchfluss in Zukunft erhöht werden müssen. Seit der Siebkorbfilter MCS-500 im Einsatz ist, ist der Filtrationsprozess stabiler geworden, was einen geringeren Produktverlust, wenig bis gar keine Wartungs eingriffe sowie geringere Arbeits- und Wartungskosten zur Folge hatte. Fotos: Eaton, FreeImages.com/Jin Neoh Brau Beviale: Halle 7, Stand 202 www.eaton.com/filtration IHR EXPERTE FÜR SCHÜTTGÜTER Planung | Konstruktion + Entwicklung Fertigung + Montage | Service 07.11. – 08.11.2018 HALLE 4 · STAND B05-4 WIESE Förderelemente GmbH Am Mühlenfelde 1 30938 Burgwedel - Germany Fon: +49 5135 188 - 0 Fax: +49 5135 188 - 30 E-Mail: info@wiese-germany.com www.wiese-germany.com

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