Geiz ist geil als Handlungsmaxime? Nicht in der Verfahrenstechnik. Stand früher der Anschaffungspreis einer Förderanlage als Bewertungskriterium an erster Stelle, geht die Kosten-/Nutzenanalyse heutzutage wesentlich weiter. Total Cost of Ownership (TCO) und OEE (Overall Equipment -Effectiveness) sind bei Investitionsgütern wichtiger als ein günstiger Einkaufspreis. Wenn schon bei einem einfachen Stellventil Instandhaltung und Montage bis zu 70 Prozent der Lebenszykluskosten ausmachen können und dabei der Anschaffungspreis auf nur ein Viertel des Gesamtkostenanteils zurückfällt, wird deutlich, dass eine erweiterte Betrachtung empfehlenswert ist. Insbesondere wenn es um den Transport von Pulvern und Schüttgütern geht, wie zum Beispiel mit dem Vakuumförderer mit Multijector-Technik in Edelstahl-Segmentbauweise.
Ausgehend von der Produktaufgabestelle wird das Fördergut unter Vakuum über den Saugschlauch oder eine Rohrleitung in den Abscheidebehälter gesaugt und dann in die darunter befindliche Einheit abgelassen. Damit findet eine aktive, staubdichte Beschickung drucklos von oben statt. Nach diesem Prinzip werden alle Arten von Behältern und Prozessen mit Pulver versorgt. In Vielstoffbetrieben sind häufig mit dem gleichen Fördergerät unterschiedliche Feststoffe zu transportieren.
Grundsätzlich erlaubt der hohe Saugvolumenstrom eine sehr gute Restentleerung des gesamten Systems, sodass häufig nicht weiter gereinigt werden muss. Über Leertakte und bedingt durch das hohe erreichbare Vakuum (bis zu 90 mbar absolut sind möglich) kann dieser Effekt noch verstärkt werden. Falls noch intensiver gereinigt werden muss, ermöglicht die Edelstahl-Segmentbauweise eine einfache werkzeugfreie Demontage zur manuellen Reinigung.
In ähnlicher Weise nutzen auch Farbenhersteller den Vorteil der leichten Demontage, indem sie die verschiedensten Pigmente unter Vakuum fördern, sodass selbst Farbwechsel von weiß nach schwarz möglich sind. Darüber hinaus ermöglichen einzelne Module Geräteoptimierungen gemäß der konkreten Aufgabenstellung. So können die Einsaugsegmente in radialer oder tangentialer Ausführung entscheidend für die erfolgreiche Förderung sein. Der gewählte Werkstoff bringt die nötige Vakuum-Festigkeit (bis zu 91 Prozent Vakuum ist möglich), bei geringer Wandstärke und niedrigem Gewicht.
In der Regel befindet sich der Schüttgut-Sammelbehälter direkt über dem zu befüllenden Anlagenteil. Im Mittelpunkt der Saug- beziehungsweise Vakuumförderer stehen die mehrstufigen, druckluftbetriebenen Multijector-Vakuumpumpen. Primär sorgt die effiziente Umsetzung über das mehrstufige Venturi-Prinzip für den wirtschaftlichen Einsatz der Druckluft-ener-gie. Sekundär ergeben sich eine Reihe von Vorteilen, die teilweise erst nach der Inbetriebnahme in ihrer synergetischen Kombination deutlich werden: Die Vakuumerzeuger besitzen keine rotierenden Teile, benötigen somit keine Schmierung und Wartung und entwickeln im Betrieb auch keine Wärme.
Flug- oder Pfropfenförderung via Vakuum
Es lassen sich die vielfältigsten Schüttgüter saugen, da diese Pumpen zum einen hohe Saugluftmengen (Flugförderung), zum anderen ein enormes Vakuum von bis zu 910 mbar Unterdruck (Pfropfenförderung) produzieren können. Die Steuerung erfolgt ebenfalls pneumatisch, sodass die Saugförderer problemlos in Ex-Bereichen eingesetzt werden. Die Systeme decken alle relevanten Staub- und Gas-Ex-Zonen ab. Ergänzend steht ein Inertisierungssystem zur Verfügung.
Bei der Betrachtung des Energiebedarfs muss berücksichtigt werden, dass Multijectoren das benötigte Vakuum schnell auf- und abbauen können. Dieser getaktete Betrieb harmoniert mit der diskontinuierlichen Förderung, da der Abscheidebehälter zyklisch befüllt und entleert wird. Während der Entleerzeiten ist der Energiebedarf gleich null. Elektrische Vakuumerzeuger müssen kontinuierlich arbeiten und verbrauchen auch während der Entleerphase Energie, sodass sie beim Energieverbrauch häufig schlechter abschneiden. Hinzu kommen der höhere Anschaffungspreis, die wesentlich aufwendigere Installation, die Kosten für Wartung und die bei elektrisch/mechanischen Vakuumpumpen schwierig und nur sehr teuer zu lösende Ex-Problematik. Deswegen werden diese Pumpen auch nur fallweise eingesetzt.
Rein pneumatisch arbeitende Multijectoren regeln die Förderleistung über den Betriebsdruck und Druckluftvolumenstrom anwendungsspezifisch und energiesparend. Durch das Funktionsprinzip ergibt sich ein geräuscharmer Betrieb, insbesondere im Vergleich mit elektrischen Vakuumpumpen. Die Vakuumpumpen erzeugen Saugluftmengen von 250 bis 20.000 lN/min und ermöglichen in Kombination mit den verschiedenen Abscheidebehältergrößen optimale Anpassungen an die gewünschte Förderleistung. Ein derartig ausgerüstetes, kleines Vakuumfördersystem VS200 ist beispielsweise in der Lage, 680 kg Laktose pro Stunde auf vier m Höhe in einen Mischer zu fördern. Der komplette Förderer hat dabei nur eine Höhe von rund 450 mm und einen Außendurchmesser von 210 mm bei neun kg Gesamtgewicht. Gerade bei den häufig begrenzten Platzverhältnissen vor Ort spielt die Baugröße und das Eigengewicht der Vakuumfördersysteme eine wichtige Rolle; man kann sie sogar mobil an mehreren Stellen im Betrieb einsetzen.
Aus dem Volumen des Abscheidebehälters und der Wahl der Vakuumpumpe ergeben sich die Hauptanwendungsgebiete der Saugfördersysteme. Die physikalische Einsatzgrenze ist durch das Funktionsprinzip vorgegeben. Vom Atmosphärendruck (ca. 1013 mbar) steht ca. 910 mbar als maximaler Unterdruck zur Verfügung.
Realisierbare Förderleistungen sind extrem produktabhängig. Schüttdichte, Partikelgröße, Oberflächengeometrie, -anhaftender oder brückenbildender Charakter, Feuchtigkeitsgehalt, Art der Produktaufgabestelle, Falschluftzufuhr, Förderstrecke und Förderhöhe sind entscheidende Parameter der -jeweiligen Aufgabenstellung. Diese führen durchaus zu Differenzen in der Förderleistung von bis zu 1.000 kg/h, bei bau-gleichem Vakuumfördersystem. Für die Vakuumförderung liegt die Mehrzahl der Förderaufgaben im Bereich von zehn bis 6.000 kg/h, Förderstrecken bis 80 m und Förderhöhen bis 30 m. Die vielseitige Verwendbarkeit erlaubt zum einen das vollautomatische Absaugen aus Aufgabetrichtern und zum anderen beispielsweise die manuelle Sackentleerung.
In jedem Vakuumfördersystem muss das angesaugte Produkt-/Luftgemisch wieder separiert werden. Das geförderte Gut wird zunächst durch die Querschnittserweiterung im Abscheidebehälter verlangsamt. Ein großer Anteil scheidet sich folglich im unteren Segment des Behälters ab. Beim tangentialen Einsaugsegment unterstützt der innenliegende Zyklon den Abscheideprozess. Ein gewisser Staubanteil gelangt zur unterhalb der Multijector-Vakuumpumpe liegenden Filtereinheit. Die Filtersysteme sollen wartungsfrei arbeiten, bei anstehendem Produktwechsel leicht zu reinigen sein, möglichst auch Feinstäube filtern und darüber hinaus auch bei abrasiven Schüttgütern eine lange Standzeit vorweisen. Dies wird durch verschiedene Verfahren erreicht. Zunächst erlaubt die diskontinuierliche Förderung eine effiziente Filterabreinigung durch den Gegenblas-Luftimpuls während der Entleerzeit. Eine schleichende Filterverstopfung wird dadurch langfristig vermieden. Reicht bei besonders anhaftenden Fördergütern die normale Filterabreinigung nicht aus, besteht die Möglichkeit, Filtereinheit und Abscheidebehälter in Vibrationen zu versetzen.
