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Verfahrenstechnik 6/2015

Verfahrenstechnik 6/2015

Sanfte Wärme für

Sanfte Wärme für höchste Ansprüche Energieeffizienz von Pumpensystemen am Beispiel einer Backofenbaureihe Ralf Romczinski, Gerd Uhrig Pumpen mit Magnetkupplung werden immer häufiger verwendet. Anlagenbetreiber entscheiden sich trotz höherer Investitionskosten oft bewusst für Pumpen mit Magnetkupplung, weil diese deutlich wartungsfreier sind. Gerade in Backstraßen können die Pumpen ihre Vorteile ausspielen. Die Miwe GmbH setzt bei ihren Etagenbacköfen auf Thermalöltechnik. Wenn die ausgereiften Konstruktionselemente eines Miwe-Etagenbackofens eine Verbindung mit der Thermalöltechnik eingehen, dann entsteht ein Backofentyp, der die Vorzüge des Backens auf Steinherdplatten mit denen der sanften Strahlungswärme in idealer Weise zu nutzen weiß. Der gleichmäßige Wärmeübergang auf die Backwaren garantiert beste Qualität. Die zum Backen notwendige Wärme wird bei diesem Ofen von Heizdecken oberhalb und unterhalb der Herde durch Strahlung an die Backware abgegeben. Diese Heizdecken werden von Thermalöl gleichmäßig durchströmt. Mit einem speziellen vollsynthetischen Thermalöl können Vorlauftemperaturen von 320 °C gefahren werden, wodurch die Öfen eine Backraumtemperatur von 300 °C erreichen. Diese Hitze eignet sich z. B. hervorragend zum Anbacken von Roggenbrot. Es können auch niedrigere Temperaturen, wie man sie zum Backen von Brötchen, Plunder und Kuchen benötigt, eingestellt werden. Autoren: Ralf Romczinski, produktverantwortlicher Konstrukteur für Thermoölöfen, Miwe GmbH, Arnstein; Gerd Uhrig, Produktmanager Wärmeträgertechnik, Speck Pumpen Systemtechnik GmbH, Roth Wenn verschiedene Backwaren im gleichen Backofen unterschiedliche Parameter für Temperatur, Backzeit und Schwaden verlangen oder nur ein Teil der Backfläche belegt ist, empfiehlt sich die Ausführung als Mehrkreiser. Die Mehrkreiser erlauben es, die einzelnen Herdgruppen mit unterschiedlichen Temperaturen zu betreiben. Dann steuern separate Umwälzpumpen und Steuerventile automatisch die Zufuhr und Umwälzung des Thermalöls. Flexibles Baukastensystem Das Baukastensystem von Speck Pumpen überzeugt mit einer breiten Variantenvielfalt und einem hohen Grad an Gleichteilen. Erhältlich sind Typen in Lagerträgerbauweise mit Grundplatten, in Laternenbauweise und Inlineausführung mit den Lagerträgergrößen 360 und 470. Die Gehäuse und Hydrauliken von Pumpen mit Gleitringdichtung und Mag netpumpen sind identisch, das ermöglicht jederzeit den nachträglichen Austausch von Pumpen, ohne den Backofen ändern zu müssen. Das lückenlose Leistungsspektrum umfasst 19 Baugrößen und reicht bis 550 m³/h und 100 m Förderhöhe. Gefördert werden können organische und synthetische Wärmeträgeröle bis 350 °C bei einem Nominaldruck von PN16. Direkt nach dem Laufrad befindet sich deshalb eine Wärmesperre, die bereits einen Großteil der Wärme durch Konvektion abführt. Dann folgen das Gleitlager, die Gleitringdichtung und das zweite Wellenlager. Durch diese Anordnung sind Gleitringdichtung und Wälzlager deutlich vom heißen Fördermedium getrennt. Bisher war es üblich, die Wärmeabfuhr am Lagerträger durch den vom Motorlüfter erzeugten axialen Luftstrom zu unterstützen. Jedoch variiert der motorgenerierte Luftstrom von Motorhersteller zu Motorhersteller und nimmt bei neuen energieeffizienten IE3-Antrieben sogar noch ab. Speck Pumpen geht hier neue Wege. Zum einen wird der Luftstrom serienmäßig und motorunabhängig von einem Lüfterflügel auf der Kupplung generiert. Zum anderen wird er zusätzlich über in Strömungsrichtung ausgerichteten Kühlrippen am Ende des Lagerträgers geführt. Das bewirkt, dass die Elastomere der Dichtung signifikant thermisch entlastet und das Lagerfett vor Überhitzung bewahrt werden. Pumpen mit Magnetkupplungen Pumpen mit Magnetkupplung werden immer häufiger verwendet. Anlagenbetreiber entscheiden sich trotz höherer Investitionskosten oft bewusst für Pumpen mit Magnetkupplung, weil diese deutlich wartungsfreier sind und sich die höhere Wartungsfreiheit für sie rechnet. 48 VERFAHRENSTECHNIK 6/2015

ACHEMA I KOMPONENTEN UND SYSTEME Anlaufsicherungen in der Magnetkupplung sorgen für mehr Sicherheit, da sie das Durchscheuern des Spalttopfs verhindern. Robuste und massive Gleitlagerpatronen aus SiC garantieren lange Lebensdauer und können wie einige andere Baugruppen als komplettes Ersatzteil ausgetauscht werden, was die Wartung vereinfacht. Zur optimalen Auslegung mit minimalen Viskositäts- und Wirbelstromverlusten ist ein lückenloses Größenspektrum von Magnetkupplungen erhältlich. Der Stromverbrauch von Bäckereien steigt ständig. Energieeffizienz und Wärmerückgewinnung helfen hier. Von den Gesamtenergiekosten in Bäckereien entfallen im Durchschnitt 40 % auf elektrische Energie. Dies ist die teuerste Energieform und hier kann am meisten gespart werden. Bezogen auf den Umsatz liegt der Energiekostenanteil bei ca. 3 %. Wegen der höheren Betriebssicherheit und Lebenszykluskosten werden immer häufiger Pumpen mit Magnetkupplung eingesetzt. Magnetkupplungspumpen haben allerdings eine höhere Stromaufnahme als Gleitringdichtungspumpen. Durch die Bewegung der Magnetfelder durch elektrisch leitende metallische Spalttöpfe entstehen Wirbelströme. Der Spalttopfdurchmesser geht in der Wirbelstromberechnung mit der 3. Potenz ein. Eine Reduktion des Spalttopfdurchmessers von 110 mm (Standard) auf 60 mm ergibt eine Einsparung von 0,35 kW bei gleicher übertragbarer Leistung. Speck setzt für 01 Wärmeträgerpumpe mit Gleitringdichtung (TOE-GI) Magnetkupplungspumpen für die Backofenindustrie daher generell Spalttöpfe mit einem Durchmesser von 60 mm ein. Keine Wirbelstromverluste entstehen bei dem Einsatz von keramischen Spalttöpfen. Ein weiterer Punkt ist die Dimensionierung der Pumpe für eine hohe Ausfallsicherheit und lange Lebensdauer, da in Backstraßen die Pumpen stark belastet werden. Mit einem Drehzahlgeber kann die Pumpe, trotz hohem Betriebsfaktor, auf den gewünschten Betriebspunkt im jeweiligen Betriebszustand optimal eingestellt werden und so der Stromverbrauch reduziert werden. Die Pumpenleistung geht in der 3. Potenz zur Drehzahl zurück. 02 Wärmeträgerpumpe mit Magnetkupplung (TOE-MI) In einer Anwendung liegt eine mögliche Energieeinsparung bei zwei Temperaturzonen gegenüber einer Temperaturzone bei 1,75 kW. Bei einer jährlichen Backzeit von 5300 h ergibt dies eine Energieeinsparung von 9275 kWh. Werden sechs Temperaturzonen durchfahren, liegt die mögliche Energieeinsparung gegenüber einer Temperaturzone bei 2,2 kW. Bei einer jährlichen Backzeit von 5300 h ergibt dies eine Energieeinsparung von 11 660 kWh. Halle 8.0, Stand E24 Fotos: Fotolia, Speck www.miwe.de www.speck.de Die neue Drehkolbenpumpe wird Sie spielend überzeugen! ExzenterSCHNECKEnpumpe KREISELpumpe DREHKOLBENpumpe SCHRAUBEnspindelpumpe Besuchen Sie uns auf der ACHEMA 2015 in Frankfurt, 15.–19. Juni, Halle 8.0, Stand A38. Wegweisend. Innovativ. Überzeugend. Das Know-how aus 25 Jahren Börger-Drehkolbenpumpenbau ist in die Entwicklung der neuen Pumpe geflossen. Die neue Generation Börger. Börger GmbH | Borken-Weseke | Telefon +49 2862 9103-20 | www.boerger.com | info@boerger.com Die effizienteste Form des Pumpens

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