Verfahrenstechnik 11/2023

KOMPONENTEN UND SYSTEME

KOMPONENTEN UND SYSTEME ELEKTRIK ERSETZT PNEUMATIK EIN QUANTM-SPRUNG FÜR DIE DOPPELMEMBRANPUMPE Pneumatische Pumpentechnologien sind oft ein erheblicher Kostenfaktor. Die Umstellung von luftbetriebenen auf elektrisch angetriebene Pumpen kann hier zu enormen Einsparungen beitragen. Denn Herstellungsprozesse verursachen jährlich etwa eine Milliarde Tonnen CO 2 -Emissionen, in pumpenintensiven Industrien ist dieser Anteil besonders groß. Luftkompressoren gehören zu den großen Energieverbrauchern in Produktionsanlagen. Da pneumatische Pumpen in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt werden, darunter in der industriellen Fertigung, in der Lebensmittel- sowie der Getränkeindustrie und in Chemie- und Wasseraufbereitungsanlagen, sind viele Fachleute überrascht, wenn sie die Kosten dieser pneumatischen Technologie ermitteln. Leicht werden die Auswirkungen der Umstellung von luftbetriebenen (AODD) auf elektrisch betriebene (EODD) Pumpensysteme unterschätzt. LUFTBETRIEBENE DOPPELMEMBRANPUMPE AODDs gehören heute zu den am häufigsten verwendeten Pumpentypen, da sie langlebig, vielseitig und relativ kostengünstig sind. Diese sind jedoch sehr laut, ineffizient und die Betriebskosten (kWh) zu ihrem Antrieb sind oft sehr hoch, weiß Uni-Fördertechnik. Die Systeme verschwenden Energie durch Luftkompression, mechanische Verluste und Luftleitungslecks. AODDs haben bestenfalls einen Wirkungsgrad von etwa 20 %, während EODD-Pumpen bei gleicher Leistung nur einen Bruchteil der Energie verbrauchen. Zudem ist die Lärmbelastung durch die schnelle Expansion der Druckluft in einer AODD sehr hoch. Der Lärm wird noch verstärkt, wenn mehrere AODD-Pumpen nebeneinander installiert sind. Letztendlich kann der Wartungsaufwand einer AODD unter Umständen höher sein. NEUE ELEKTRISCHE PUMPENTECHNOLOGIE Die elektrische Doppelmembranpumpen-Serie Quantm verfügt über die bekannten Eigenschaften von AODD-Pumpen bei gleichen Abmessungen, und bieten bis zu 80 % Energieeinsparung gegenüber pneumatischen Pumpen. Die neue Motor- und Steuerungstechnologie von Graco führt zu einer doch erheblichen Geräuschreduzierung. Die neue Quantm bietet eine effektive Lösung für Betriebe, die ihre Effizienz steigern und den Mitarbeitern ein sichereres und gesünderes Arbeitsumfeld bieten möchten. Die Quantm nutzt die Fluxcore-Technologie zusammen mit der bewährten Doppelmembrankonstruktion, um eine Lösung mit hohem Drehmoment bei niedriger Drehzahl zu ermöglichen. Das Herzstück dieser Technologie ist der speziell entwickelte Transversal-Flussmotor. Die Fluxcore-Technologie nutzt bis zu zehnmal mehr Motorpole und reduziert die elektrischen Verluste durch Spulen mit niedrigem Widerstand drastisch. Diese Spulen bestehen aus einem einzigartigen Innenring aus einfachen Kupferwicklungen, der das Rattennest der Verkabelung ersetzt, welches in einem herkömmlichen Motor zu finden ist. Dieser einfa- 22 VERFAHRENSTECHNIK 2023/11 www.verfahrenstechnik.de

KOMPONENTEN UND SYSTEME che und kompakte Wicklungssatz ermöglicht eine wesentlich effektivere und effizientere Umwandlung von elektrischem Strom in mechanisches Drehmoment. Eine weitere Verbesserung ist die Kapselung der Wicklungen im Gehäuse, anstatt die Spulen um einen Kern zu wickeln. Dies bedeutet, dass weitaus mehr elektromagnetische Flusslinien erfasst und bei der Erzeugung des elektromotorischen Feldes im Motor genutzt werden. Die Kombination dieser verbesserten elektrischen Induktion mit der erhöhten Anzahl von Polen, welche Magnetfelder erzeugen, führt zu einem gleichmäßigeren und stabileren Lauf. Das kontinuierliche Drehmoment ist achtmal höher ist als bei gleichgroßen AC-Induktionsmotoren, die mit Nenngeschwindigkeit laufen. Diese Drehmomentverbesserung ist umso größer, je niedriger die Drehzahlen der Motoren sind. Das bietet eine hervorragende Lösung für Pumpen, welche im Vergleich zur herkömmlichen Motortechnologie, die im Bereich von 1800 – 3600 U/min arbeitet, niedrige Taktraten erfordern. Das dazugehörige Getriebe besteht aus einem einzigen beweglichen Teil, der Motorspindel. Herkömmliche Systeme mit einem Wechsel- oder Gleichstrommotor erfordern Getriebe und Kupplungen, welche mechanische Verluste, zusätzlichen Wartungsaufwand und teure Steuerungssysteme erfordern. Das integrierte Bedienelement (Potentiometer) ermöglicht es dem Benutzer, die Fördermenge direkt an der Pumpe zu regeln. Des weiteren bietet eine I/O-Schnittstelle die Möglichkeit die Quantm extern anzusteuern. Wenn die druckluftbetriebenen Pumpen durch elektrische Variante ersetzt wird, lässt sich auf energieintensive Luftkompressor verzichten. Einen doppelten Gewinn lässt sich laut Uni- Fördertechnik erzielen, da die elektrische Quantm weitaus energieeffizienter ist als druckluftbetriebene Varianten. In folgender Tabelle sehen Sie die exemplarische Berechnung für eine 2-Zoll- Quantm im Vergleich zu einer 2-Zoll-AODD. Die Produktion von 1 kWh erzeugt etwa 0,65 kg CO 2 . Die genaue Menge variiert natürlich, je nachdem, wie der Strom erzeugt wird. Quantm 2“ Quantm Pumpe Förderleistung 330 ltr/min, erfordert 1,6 kWh Bei 880 Arbeitsstunden addiert sich das auf 1.408 kWh Standard AODD Pumpe Eine 2” AODD benötigt bei gleicher Förderleistung 2,1 m 3 Luft pro/ min Ein 26 kW Kompressor muss 2,1 m 3 pro Minute produzieren; bei 880 Arbeitsstunden kommen wir hier auf 22.880 kWh 1.408 kWh x 0,65 kg / CO 2 22.880 x 0,65 kg / CO 2 = 0,915 Tonnen CO 2 pro Jahr = 14,9 Tonnen CO 2 pro Jahr Die elektrische Quantm ist Plug-and-play-fähig für alle 220-240-V-Netze. Die Pumpe ist mit einer vorhandenen Pumpen- Infrastruktur kompatibel und es sind keine zusätzlichen Kabel und Anschlüsse erforderlich. Der Austausch von AODD-Pumpen, in den Anschlussgrößen 1“, 1,5“ und 2“ durch die elektrische Doppelmembranpumpe ist laut Uni-Fördertechnik 1:1 in den Produktionsabläufen möglich. Bilder: Uni-Fördertechnik www.uni-f.de 01 01 Die elektrischen Doppelmembranpumpen haben die bekannten Eigenschaften von AODD-Pumpen bei … 02 … gleichzeitig bis zu 80 % Energieeinsparung gegenüber pneumatischen Pumpen 02 UNTERNEHMEN UNI-FÖRDERTECHNIK GmbH Peiner Str. 221, 38229 Salzgitter Tel. 05341 8697 - 50 E-Mail: info@uni-f.de AUTOREN Greta Straetmans, Sr Trade Marketing Specialist, Graco EMEA, www.graco.com Uwe Horstmann, Sales Representative Germany, UNI-Fördertechnik GmbH, www.uni-f.de Ökonomisch und ökologisch Entleeren und Verdichten mit dem „perfekten Paar“ LiquiDrainer® und BaleTainer® Saubere Trennung von Flüssigkeiten und Verpackungen Gezieltes Auffangen der Flüssigkeiten Zuverlässige und automatisierte Entsorgung von PET-Flaschen, Dosen und Tetra Pak® Optimale Integration in bestehende Prozesse Kontinuierlicher Betrieb 24/7 möglich www.strautmann-umwelt.com Erfahren Sie mehr über unser „perfektes Paar“ auf der BrauBeviale Halle 8 Stand 117 230727-STR-U-Anzeige Beverage Brewing-185x60-dt-L01.indd 1 12.09.23 10:54 www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 2023/11 23