Vakuumtechnologie für chemische und pharmazeutische Prozesse
(industrietreff) - Die Wahl der richtigen Vakuumtechnologie für Anwendungen der chemischen und pharmazeutischen Verfahrenstechnik gestaltet sich oftmals schwierig. Zum einen muss ein Vakuumsystem bei Betriebsdruck das geforderte Saugvermögen liefern und somit die erforderliche Evakuierungszeit gewährleisten. Zum anderen muss es unempfindlich gegenüber Prozessgasen sein und allen Anforderungen in den Bereichen CIP-Reinigung (Clean in Place) und Gasrückgewinnung gerecht werden. Daneben spielen die Betriebssicherheit und die Wirtschaftlichkeit eine wesentliche Rolle bei der Entscheidung für die eine oder andere Vakuumtechnologie.
Hier werden die drei hauptsächlich in der chemischen und pharmazeutischen Verfahrenstechnik eingesetzten Vakuumtechnologien beschrieben.
•Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen
•Trockene Schrauben-Vakuumpumpen
•Ölgeschmierte Drehschieber-Vakuumpumpen
Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen
In vielen Anwendungen kommen Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen zum Einsatz. Dabei handelt es sich um rotierende Verdrängerpumpen mit einem Laufrad, das exzentrisch in einem zylindrischen Gehäuse sitzt. Als Betriebs- oder Sperrflüssigkeit wird meist Wasser verwendet. Durch die Rotation des Laufrads bildet sich ein Flüssigkeitsring an der Innenseite des Gehäuses, der die Räume zwischen den einzelnen Schaufeln abdichtet. In den Räumen zwischen der Nabe, den einzelnen Schaufeln und dem Flüssigkeitsring wird das Gas gefördert. Durch die exzentrische Anordnung des Laufrades vergrößern sich während einer Umdrehung die Zwischenräume und saugen somit das Medium durch den Saugschlitz an. Im weiteren Verlauf der Drehung verkleinern sich die Zwischenräume, das Medium wird komprimiert und durch den Druckschlitz wieder ausgestoßen. Der Betrieb der Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe ist mit durchlaufender Flüssigkeit, offenem oder geschlossenem Flüssigkeitskreislauf möglich.
Diese Vakuumpumpen haben sich in chemischen Prozessen über viele Jahre als äußerst robuste und zuverlässige Vakuumerzeuger bewährt. Die Betriebsflüssigkeit im Verdichtungsraum führt die Kompressionswärme kontinuierlich ab, so dass die Vakuumpumpe annähernd isotherm arbeitet. Dies bedeutet, dass sich das Prozessgas nicht nennenswert erwärmt und die Vakuumpumpe bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen arbeitet. Dadurch wird die Gefahr einer ungewollten Reaktion oder einer Explosion deutlich gesenkt. Die niedrigen Betriebstemperaturen begünstigen zudem die Kondensation von feuchten Dämpfen und Gasen, was das nominale Saugvermögen der Vakuumpumpe erhöht.
Für die Ausbildung des Flüssigkeitsrings wird in der Regel Wasser verwendet. Ethylenglykol, Mineralöle oder organische Lösungsmittel werden in der Praxis ebenfalls eingesetzt. Der Enddruck der Vakuumpumpe hängt vom Dampfdruck der Flüssigkeit ab. Die Viskosität der Betriebsflüssigkeit beeinflusst wiederum die Leistungsaufnahme der Pumpe.
Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen sind in verschiedenen Ausführungen, Werkstoffen und Wellendichtungen am Markt verfügbar.
Vorteile von Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen:
•Völlig unempfindlich gegenüber Dampf- und Flüssigkeitseintrag
•Durch verschiedene Werkstoffausführungen auf das Prozessgas abzustimmen
Nachteile:
•Eventuelle Kontamination der Betriebsflüssigkeit mit Kondensaten aus dem Prozessgas und somit notwendige Nachbehandlung der Betriebsflüssigkeit vor deren Entsorgung
•Hoher Energieverbrauch
•Enddruck abhängig vom Dampfdruck der Betriebsflüssigkeit
Trockene Schrauben-Vakuumpumpen
Die trockene Schrauben-Vakuumtechnologie ist in der Chemie und Pharmazie ebenfalls sehr verbreitet. Obwohl diese, verglichen mit der Flüssigkeitsringtechnik verhältnismäßig neu ist.
In den 1990-er Jahren brachte die Firma Dr.-Ing. K. Busch GmbH mit dem Typ COBRA AC die erste trockene Schrauben-Vakuumpumpe auf den Markt. Der große Unterschied zur zuvor beschriebenen Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe liegt darin, dass Schrauben-Vakuumpumpen keine Betriebsmittel zur Verdichtung des Prozessgases benötigen. Man spricht deshalb von der „trockenen“ Schrauben-Vakuumpumpe.
In einer Schrauben-Vakuumpumpe drehen sich zwei schraubenförmige Rotoren in entgegengesetzte Richtungen. Das Prozessgas wird zwischen den einzelnen Schraubenwendeln eingeschlossen, verdichtet und zum Gasauslass transportiert. Die beiden Schraubenrotoren berühren sich beim Verdichtungsprozess weder gegenseitig, noch den Zylinder. Eine präzise Fertigung und kleinste Spalte zwischen den sich bewegenden Teilen ermöglichen dieses Funktionsprinzip und garantieren darüber hinaus einen niedrigen Enddruck von
Themen in dieser Meldung:
Unternehmensinformation / Kurzprofil:
Busch Vakuumpumpen und Systeme ist weltweit einer der größten Hersteller von Vakuumpumpen, Vakuumsystemen, Gebläsen und Kompressoren.
Das umfangreiche Produktportfolio umfasst Lösungen für Vakuum- und Überdruckanwendungen in sämtlichen Industriebereichen, wie zum Beispiel für die Chemie, Halbleiterindustrie, Medizintechnik, Kunststoffindustrie oder die Lebensmittelbranche. Dazu gehören auch die Konzeption und der Bau von individuell ausgelegten Vakuumsystemen sowie ein weltweites Servicenetz.
Die Busch Gruppe ist ein Familienunternehmen, dessen Leitung in den Händen der Familie Busch liegt. Weltweit arbeiten 3.000 Mitarbeiter in über 60 Gesellschaften in mehr als 40 Ländern für Busch Vakuumpumpen und Systeme. Hauptsitz von Busch ist Maulburg im Südwesten Deutschlands. Hier befindet sich der Sitz der Busch SE sowie das deutsche Produktionswerk und die deutsche Vertriebsgesellschaft. Außer in Maulburg produziert Busch in eigenen Fertigungswerken in der Schweiz, in Großbritannien, Tschechien, Korea und den USA.
Busch Vakuumpumpen und Systeme wurde 1963 von Dr.-Ing. Karl Busch und seiner Frau Ayhan Busch gegründet und gemeinsam aufgebaut. Mit der „Huckepack“ entwickelte Dr.-Ing. Karl Busch die erste Vakuumpumpe zur Verpackung von Lebensmitteln. Das Folgeprodukt „R 5“, eine kompakte Drehschieber-Vakuumpumpe, revolutionierte die Lebensmittelverpackung. Einen weiteren Meilenstein stellte die Entwicklung der Schrauben-Vakuumpumpe „COBRA“ dar. Die internationale Expansion der Busch Gruppe begann bereits im Jahre 1971 mit der Gründung einer Vertriebsgesellschaft in Großbritannien. Das erste Fertigungswerk im Ausland entstand 1979 in den USA.
Jasmin Markanic
Busch Dienste GmbH
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Datum: 13.06.2019 - 09:02 Uhr
Sprache: Deutsch
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