Die richtige Pumpe
Die Bedeutung energieeffizienter Pumpen in der
Getränke- und Brauereibranche
Die Bedeutung der Auswahl und des möglichst effizienten Betriebs von Getränke- und Brauereipumpen
wird immer noch stark unterschätzt. Bei Neubauten werden oft zu große Pumpen (mit zu viele Reserve)
oder die falsche Pumpentechnologie gewählt. Einmal im Einsatz, wird bei Änderungen der Produktionslinie,
der erforderlichen Kapazität oder des Prozesses vergessen zu prüfen, ob die Pumpen noch für die
neuen Bedingungen geeignet sind. Diese nicht optimale Pumpenauswahl oder -bedienung führt dazu,
dass zu viel Energie verbraucht wird und empfindliche Flüssigkeiten (wie flüssige Hefe, Maische usw.)
beschädigt werden oder zumindest ihre natürliche Struktur und Eigenschaften verändert werden.
Alles beginnt mit der Wahl der richtigen
Pumpentechnologie. Die beiden
häufigsten Irrtümer sind (1) die
Annahme, dass empfindliche Flüssigkeiten
immer mit der niedrigsten möglichen
Drehzahl gepumpt werden sollten,
und (2) die Annahme, dass die
Wahl zwischen einer Kreisel- oder einer
Verdrängerpumpe nur auf der Grundlage
der Viskosität getroffen wird, während
Durchfluss und Förderhöhe ebenfalls
einen Einfluss auf die Wahl der
richtigen Pumpentechnologie haben.
Drehzahlen
Eine niedrigere Drehzahl bedeutet
nicht immer eine niedrigere Geschwindigkeit.
Im Allgemeinen wird davon
ausgegangen, dass empfindliche Flüssigkeiten
mit niedriger Geschwindigkeit
gepumpt werden sollten. Bei einer
Kreiselpumpe wird der Druck (Förderhöhe)
durch Zentrifugalkräfte erzeugt.
Die Größe dieser Fliehkräfte wird durch
die Umfangsgeschwindigkeit des Laufradaußendurchmessers
bestimmt, oder
anders ausgedrückt durch das Produkt
vom Drehzahl und Laufraddurchmesser.
Geht man davon aus, dass die von
der Pumpe zu fördernde Förderhöhe
durch den Prozess bestimmt wird, so
ist die Umfangsgeschwindigkeit der
Schaufeln festgelegt. Wenn eine Pumpe
mit niedrigerer Drehzahl gewählt
wird, muss sie zwangsläufig ein Laufrad
mit größerem Durchmesser haben.
Die geschwindigkeitsbedingten Scherkräfte
und Kollisionen in der Flüssigkeit
werden also durch die Wahl einer Pumpe
mit geringerer Drehzahl nicht reduziert.
Im Gegenteil, aufgrund der größeren
Oberfläche des größeren Laufrads
kommt es zu mehr Scherung und Produktschäden.
Deshalb ist bei der Auswahl
einer Kreiselpumpe die erforderliche
Leistung einer kleineren, schneller
laufenden Pumpe oft geringer, insbesondere
bei etwas hochviskoseren
Flüssigkeiten. Schäden an der Flüssigkeit
entstehen genau dann, wenn die
Pumpe zu viel Energie auf die Flüssigkeit
überträgt. Aufgrund des Energieerhaltungssatzes
wird diese überschüssige
Energie durch allerlei Scherungen
und Kollisionen (die die Flüssigkeit beschädigen)
in Wärme umgewandelt, die
oft später im Prozess abgeführt werden
muss, was wiederum Geld kostet.
Typische starke
Turbulenzen in einer
Freistrompumpe,
die zu Produktschäden
führen.
(Bilder: Packo)
BRAUINDUSTRIE · 4/2022 11