FIRMEN BERICHTEN

Fixierung der Membran im Ruhezustand

Membranpumpe mit Überwachung

Bei der Produktion von Vitaminpulvern kommt in der Schweizer Niederlassung der niederländischen DSM Nutritional Products AG das Verfahren der Sprühtrocknung zum Einsatz. Hierbei werden unterschiedliche Emulsionen mittels Pumpentechnik in einen Sprühturm gefördert, wo sie zu Pulver getrocknet werden. Jedoch bildeten sich beim Anfahren der Anlage Risse in der Membran der Pumpe. Dank einer Fixierung der Membran und einem integrierten Überwachungssystem gehören die Probleme der Vergangenheit an.

«Pumpentechnik spielt eine zentrale Rolle bei der Trocknung von Öl-in-Wasser-Emulsionen für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie, die zum Beispiel Vitamine, Carotinoide oder mehrfach ungesättigte Fettsäuren als Wirkstoffbestandteil enthalten», erklärt Natalie Ibald, Betriebsleiterin Formulierungen bei der DSM Nutritional Products AG. «Als Teil der Prozesskette sind die jeweiligen Pumpen zu 100 Prozent in das geschlossene Anlagensystem integriert und für die Förderung der Gemische in den Sprühturm verantwortlich.» Während dieses Vorgangs war bei der bisher verwendeten Anlage die Gefahr von unvorhergesehenen Unterbrechungen nicht auszuschliessen. In der Folge konnten die verschiedenen Emulsionen nicht weiterverarbeitet, beziehungsweise zu Pulver getrocknet werden. Der Grund hierfür lag in der empfindlichen Membran der Pumpe, die den Belastungen beim Anfahren oftmals nicht standhielt und dadurch riss. Diese Membranwechsel verringerten die Standzeit der Anlage und gewährleisteten nicht immer den gewünschten komplikationsfreien Betrieb.

Strenge Hygienevorschriften

Im Rahmen der Suche nach einer zuverlässigen Alternative nahm DSM Kontakt zum Schweizer Tochterunternehmen des Pumpenherstellers Lewa auf. «Als Lieferant von robusten Anlagen mit hoher Lebensdauer im SFP-Bereich war uns Lewa Nikkiso Switzerland bereits bekannt. Um eine möglichst reibungslose Sprühtrocknung sicherzustellen, erschien uns daher eine Zusammenarbeit mit den Experten von Lewa sinnvoll, um die technischen Probleme konstruktiv zu lösen», berichtet Ibald.

Die Prozessmembranpumpe des Typs G3F zeichnet sich durch absolut sicheres Anfahren aus und erfüllt zudem die hohen Hygiene-Anforderungen der Lebensmittelbranche.

DSM ist verpflichtet, seine Prozesse kontinuierlich zu verbessern und in Technologie zu investieren. Somit und auf Grund der Erfahrungen mit der Standzeit der vorherigen Pumpe legte DSM bei der Projektplanung ein besonderes Augenmerk auf eine zuverlässige Arbeitsweise sowie eine robuste Konstruktion. Zudem stellte die Erfüllung der strengen Hygienevorschriften einen wesentlichen Teil des Anforderungskatalogs dar. «Die Vorgaben in der Produktion spezifischer Lebensmittel sind bezüglich der mikrobiologischen Reinheit um ein Vielfaches strenger als bei anderen Nahrungsmitteln», erläutert Ibald. «Daher musste die neue Speise- und Druckerhöhungspumpe auch diesen verschärften Rahmenbedingungen entsprechen und jegliche Art von Kontaminierung ausge schlossen werden, um eine möglichst breite Produktpalette auf der Anlage herstellen zu können.»

Ein sicherer Startbetrieb Das Schweizer Tochterunternehmen schlug DSM vor, für die Sprühturmanwendung eine Prozessmembranpumpe des Typs G3F zu verwenden. Diese zeichnet sich durch einen absolut sicheren Startbetrieb aus, da die integrierte Sandwichmembran im Ruhezustand von einer Feder stets in neutraler Position fixiert wird. «Die Membran ist somit vor falscher Posi

tionierung geschützt und nimmt folglich während des Anfahrens keinen Schaden, was die Anlagenverfügbarkeit deutlich steigert», so Pietro Pettoruto, Managing Director der Lewa Nikkiso Switzerland AG. «Ausserdem wird die Pumpe über ein Druckbegrenzungsventil geregelt, das im Hydraulikteil verbaut ist und individuell eingestellt werden kann.» Die Pumpe kann dadurch an verschiedene Betriebssituationen angepasst werden, um eventuelle Überlastsituationen zu verhindern. Dies sichert eine hohe Standzeit des Aggregats und einen reibungslosen Regelbetrieb der gesamten Anlage.

Eine patentierte Sandwichmembran Neben dem Druckbegrenzungsventil und der Federsteuerung spielt auch die Konstruktion der Membran eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung eines zuverlässigen Pumpenbetriebs. So besteht die patentierte Sandwichmembran aus zwei einzelnen, langlebigen PTFE-Membranen, die im Druckhub formschlüssig und im Saughub mechanisch kraftschlüssig miteinander verbunden sind. «Die Pumpe ist dadurch hermetisch dicht, wodurch eine externe Kontaminierung effektiv verhin dert wird», erläutert Pettoruto. Das Lewa-eigene Überwachungssystem DPS kontrolliert als zusätzliche Sicherheits massnahme den Zustand der Membran zudem permanent. Etwaige Schäden an der Vorrichtung, die zu einem Druckan stieg im Membranzwischenraum führen, werden hierbei über die Kontrolleinheit unmittelbar angezeigt. «Dies ermöglicht frühzeitige Wartungs- und Instandhal tungsarbeiten, noch bevor ein Riss entsteht und das Förderfluid kontaminiert werden könnte», erklärt Pettoruto. «Ein sofortiges Abschalten der Pumpe ist da durch meist nicht erforderlich, so dass weder der Förderprozess noch die Sprühtrocknung wesentlich beeinträchtigt werden.» Wird die Beschädigung einer Membran festgestellt, kann die Produktion ohne Probleme bis zu einem geplanten Wartungsstopp fortgesetzt werden. Der Komponentenwechsel kann anschliessend durch die Kassettenlösung der Baugruppe schnell und einfach erfolgen.

Eingesetzte Pumpe arbeitet FDA-konform Die hermetisch dichte Konstruktion der Prozessmembranpumpe sorgt jedoch nicht nur für einen zuverlässigen Dauerbetrieb, sondern ist gleichzeitig auch zentraler Bestandteil zur Erfüllung der strengen Hygiene-Richtlinien, denen die Sprühturm-Anwendung unterliegt. So arbeitet die Pumpe ohne dynamische Dichtungen, um einen hermetisch geschlossenen Raum zu erhalten, der absolut reine, aseptische Produktionsbedingungen garantiert. Zudem sind alle produktberührten Pumpenkopfteile elektropoliert, wodurch sich ein FDA-konformer Pumpenbetrieb sicherstellen lässt.

Auch für Babynahrung Da die Pumpe ohne vorherige Demontage mit unterschiedlichen alkalischen und sauren Medien CIP-gereinigt werden kann, ist es möglich, auch den speziellen Anforderungen für Babynahrung gerecht zu werden. «Die Vorgaben hierfür liegen um den Faktor 1000 höher als für den übrigen Nahrungsmittelsektor», erläutert Pettoruto. «Dank hermetisch dichter Bauweise, Elektropolitur und CIP-Reinigung konnten wir eine Kontaminierung des Fördermediums ausschliessen und somit den erforderlichen Hygiene-Standard klar erfüllen.»

Kontakt Lewa Nikkiso Switzerland AG Nenzlingerweg 5 CH-4153 Reinach +41 61 717 94 00 info@lewa-pumpen.ch www.lewa-pumpen.ch

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