Doppelschneckenpumpen vs. Kreiselpumpen für hochviskose Flüssigkeiten

Bei der Auswahl einer Sanitärpumpe für ein Produkt mit hoher Viskosität ist mehr erforderlich, als nur die Durchflussrate zu prüfen. Mit zunehmender Viskosität wird das Produkt schwieriger durch die Pumpe und die Rohrleitungen zu bewegen, sodass das Pumpenprinzip, die Saugbedingungen, die Durchflussstabilität und die Systemanordnung immer wichtiger werden.

Sanitär-Kreiselpumpen und Doppelschneckenpumpen nähern sich der Fluidförderung auf unterschiedliche Weise. Eine Kreiselpumpe nutzt ein Laufrad, um dem Fluid Energie zuzuführen, während eine Doppelschneckenpumpe zwei rotierende Schnecken verwendet, um abgedichtete Kammern zu bilden, die das Produkt kontinuierlich vom Einlass zum Auslass transportieren.

Das Verständnis dieses Unterschieds hilft Ingenieuren zu bestimmen, welche Pumpentechnologie besser für einen bestimmten Prozess mit hoher Viskosität geeignet ist.

Das Pumpenprinzip macht den Unterschied

Eine Kreiselpumpe fördert Flüssigkeit, indem sie ein Laufrad rotieren lässt und mechanische Energie in Fluidgeschwindigkeit und -druck umwandelt. Ihr tatsächlicher Betriebspunkt hängt von der Beziehung zwischen der Pumpe und dem Widerstand des angeschlossenen Systems ab.

Die Sanitär-Kreiselpumpe BOSP verwendet ein offenes Laufrad und eine vergrößerte Einlasskammer, um die Einlassleistung zu verbessern. Ihre benetzten Strömungskanäle sind für die hygienische Verarbeitung hochglanzpoliert, was die Konstruktion für sterile Flüssigkeitsförderanwendungen geeignet macht, wenn das Produkt und die Betriebsbedingungen mit dem Kreiselpumpenprinzip kompatibel sind.

Eine Doppelschneckenpumpe arbeitet nach dem Verdrängerprinzip. Zwei Schnecken rotieren im Pumpengehäuse und bilden abgedichtete Kammern, die das Medium kontinuierlich zur Druckseite bewegen.

Dieser Unterschied wird besonders dann relevant, wenn das Produkt so zäh ist, dass der Fluidwiderstand einen erheblichen Einfluss auf die Pumpenleistung hat.

Warum die Viskosität bei der Pumpenauswahl entscheidend ist

Die Viskosität wirkt sich direkt darauf aus, wie leicht sich ein Produkt durch ein Pumpensystem bewegt. Dicke Sirupe, konzentrierte Lebensmittelprodukte, pharmazeutische Formulierungen, Cremes und andere viskose Materialien können einen erheblich größeren Widerstand erzeugen als niedrigviskose Flüssigkeiten. In der pharmazeutischen Verarbeitung kann eine Doppelschneckenpumpe für orale Flüssigkeiten in Betracht gezogen werden, wenn viskose Formulierungen einen stabilen Transfer, einen kontrollierten Durchfluss und eine hygienische Handhabung erfordern.

Eine Kreiselpumpe kann für bestimmte viskose Produkte weiterhin geeignet sein, wenn ihre tatsächlichen Betriebsbedingungen innerhalb eines geeigneten Bereichs liegen. Eine zunehmende Viskosität kann jedoch die hydraulische Leistung der Pumpe und die erforderlichen Bedingungen auf der Saugseite verändern.

Eine Doppelschneckenpumpe nutzt die Verdrängerförderung, was sie besonders relevant für Anwendungen macht, bei denen die Viskosität ein Hauptfaktor ist. Die hygienische Doppelschneckenpumpe SLGP unterstützt Fluidviskositäten von 1 bis 500.000 cSt und bietet einen breiten Betriebsbereich für schwierig zu fördernde Produkte.

Der wichtige Punkt ist nicht, dass jedes viskose Produkt eine Doppelschneckenpumpe erfordert. Vielmehr sollte die Viskosität als primärer Auswahlfaktor behandelt werden, anstatt anzunehmen, dass eine für niedrigviskose Flüssigkeiten ausgelegte Pumpe mit einem viel dickeren Produkt auf die gleiche Weise funktioniert.

Die Saugbedingungen können die Wahl ändern

Bei Produkten mit hoher Viskosität kann der zuverlässige Produkteintritt in die Pumpe ebenso wichtig sein wie die Förderleistung.

Die Sanitär-Kreiselpumpen BOSP sind nicht selbstansaugend und für Installationen mit geeigneten Einlassbedingungen ausgelegt, wie etwa einen annähernd horizontalen Transfer zwischen verbundenen Geräten. Wenn ein Prozess Selbstansaugung erfordert, sollte eine spezielle selbstansaugende Pumpe in Betracht gezogen werden.

Die Doppelschneckenpumpe SLGP bietet eine starke Selbstansaugfähigkeit. Wenn sich Produkt in der Pumpenkammer befindet, kann sie ein Vakuum von bis zu 0,8 bar erzeugen.

Dies kann wertvoll sein, wenn ein dickes Produkt aus einem Behälter angesaugt werden muss oder wenn die verfügbaren Saugbedingungen ungünstiger sind. Dennoch hebt die Selbstansaugfähigkeit der Pumpe nicht die Notwendigkeit auf, die Saugleitung zu bewerten. Rohrdurchmesser, Leitungslänge, Fittings, Produkttemperatur, Viskosität und der Flüssigkeitsstand beeinflussen alle die tatsächliche Saugleistung.

Durchflussstabilität für viskose Produkte

Hochviskose Produkte werden oft im Rahmen eines gesteuerten Formulierungs- oder Abfüllprozesses gefördert. Eine stabile Bewegung kann daher wichtiger sein als einfach die höchstmögliche Durchflussrate zu erreichen.

Der Durchfluss einer Kreiselpumpe wird durch die Wechselwirkung zwischen den hydraulischen Eigenschaften der Pumpe und dem Widerstand des angeschlossenen Systems bestimmt. Änderungen der Produktviskosität oder des Rohrleitungswiderstands können den Betriebspunkt verschieben.

Eine Doppelschneckenpumpe bewegt das Produkt durch aufeinanderfolgende abgedichtete Kammern. Die SLGP-Konstruktion bietet zudem eine pulsationsarme Förderung, was dazu beitragen kann, während geeigneter Prozessbedingungen einen gleichmäßigeren Produktdurchfluss aufrechtzuerhalten.

Die Drehzahl der Pumpe und die Schneckenkonfiguration können entsprechend den erforderlichen Prozessbedingungen ausgewählt werden. Dies gibt Ingenieuren Flexibilität bei der Anpassung der Pumpe an verschiedene viskose Produkte und Förderanforderungen.

Wenn viskose Produkte auch Partikel enthalten

Einige hochviskose Produkte enthalten suspendierte Partikel oder weiche Feststoffe, was der Pumpenauswahl eine weitere Komplexitätsebene hinzufügt.

Bei einer Kreiselpumpe müssen Partikelgröße, Konzentration, Laufradkonfiguration und hydraulische Bedingungen gemeinsam betrachtet werden. Die Eignung der Pumpe hängt von den tatsächlichen Eigenschaften des Produkts und nicht allein von der Viskosität ab.

Die Doppelschneckenpumpe SLGP kann unter anwendbaren Betriebsbedingungen Medien mit Verunreinigungen und Partikeln handhaben. Ihre Schnecken arbeiten zudem ohne Metall-zu-Metall-Kontakt mit dem Pumpengehäuse.

Diese berührungslose Struktur ist nützlich bei der Handhabung von nicht schmierenden oder verunreinigungsenthaltenden Medien, da die Schnecken während des Betriebs nicht auf direkten Metallkontakt mit dem Gehäuse angewiesen sind.

Bei jedem partikelhaltigen Produkt sollten Ingenieure jedoch vor der endgültigen Pumpenauswahl die Partikelgröße, Konzentration, Härte, Viskosität und Temperatur bewerten.

Hygienisches Design ist dennoch wichtig

Hohe Viskosität hebt die hygienischen Anforderungen von Lebensmittel-, Pharma-, Kosmetik- oder anderen sterilen Prozessen nicht auf.

Die Sanitär-Kreiselpumpen BOSP verwenden polierte benetzte Oberflächen und Edelstahl-Benetzungskomponenten, während die Gleitringdichtungskonstruktion die Schrauben und Federn vom Produkt fernhält. Zudem ist ein Ablassventil vorgesehen, um die Entfernung von Restmaterial aus dem Pumpenkörper zu erleichtern.

Die Doppelschneckenpumpe SLGP verwendet einen Strömungskanal ohne Toträume und unterstützt CIP- und SIP-Reinigungskonfigurationen. Diese Merkmale sind wichtig, wenn die Pumpenauswahl Teil eines hygienischen Verarbeitungssystems und nicht nur eine isolierte Förderanwendung ist.

Der Vergleich erstreckt sich daher über die reine Pumpenleistung hinaus. Auch Reinigungsfähigkeit, Entleerbarkeit, Produktrückhalt und die gesamte Reinigungsstrategie sollten berücksichtigt werden.

Umkehrbarer Transfer erhöht die Prozessflexibilität

Eine weitere wichtige Unterscheidung ist die Fähigkeit, die Richtung des Produkttransfers umzukehren.

Eine herkömmliche Kreiselpumpe arbeitet mit einer definierten Einlass- und Auslassanordnung. Eine Änderung der gewünschten Transferrichtung erfordert im Allgemeinen eine andere Systemanordnung, anstatt einfach den normalen Betrieb der Pumpe umzukehren.

Die Doppelschneckenpumpe SLGP unterstützt den umkehrbaren Transfer. Durch Änderung der Drehrichtung der Welle kann die Förderrichtung umgekehrt werden, und Einlass und Auslass können ausgetauscht werden, ohne andere Pumpenkomponenten zu ändern.

Für geeignete Verarbeitungssysteme kann dies die Produktrückgewinnung, die Leitungsentleerung und die Bewegung zwischen verbundenen Prozessstufen unterstützen. Es kann besonders nützlich sein, wenn die Minimierung des zurückgehaltenen Produkts wichtig ist.

Wie sollten Ingenieure wählen?

Es gibt keinen universellen Gewinner zwischen Kreisel- und Doppelschneckenpumpen. Die geeignete Technologie hängt vom Produkt und den Prozessbedingungen ab.

Eine Sanitär-Kreiselpumpe kann eine praktische Wahl sein, wenn das Produkt ausreichend fließfähig ist, die Saugbedingungen günstig sind und der erforderliche Durchfluss und Druck innerhalb des Betriebsbereichs der Pumpe liegen. Ihre sterile Konstruktion macht sie für viele hygenische Flüssigkeitsförderanwendungen geeignet.

Eine hygienische Doppelschneckenpumpe wird zunehmend relevanter, wenn hohe Viskosität, schwierige Saugbedingungen, pulsationsarmer Transfer, partikelhaltige Medien oder umkehrbarer Durchfluss wichtige Prozessanforderungen sind.

Die Auswahl sollte daher beim tatsächlichen Produkt und System beginnen, nicht beim Pumpennamen. Bewerten Sie Viskosität, erforderlichen Durchfluss, Differenzdruck, Saugbedingungen, Partikelgehalt, Temperatur, Reinigungsanforderungen und die Notwendigkeit eines umkehrbaren Transfers.

Bei hochviskosen Fluiden bietet dieser produktbasierte Ansatz eine klarere Grundlage für die Entscheidung, ob die Kreiselpumpentechnologie die Prozessanforderungen erfüllen kann oder ob die Verdrängereigenschaften einer hygienischen Doppelschneckenpumpe besser auf die Anwendung abgestimmt sind.