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13.01.2016

Neuer Einsatzbereich der Exzenterschneckentechnologie

ViscoTec Dosiertechnik in der Lebensmittelindustrie (Foto: ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH)

Der Einsatz von Exzenterschneckenpumpen als typische Transfer- oder Förderpumpe im Lebensmittel- oder Kosmetikbereich ist seit langer Zeit Tradition. Die Pumpen werden zum Beispiel im Molkereibereich, Brauwesen und auch in der Backwarenindustrie verwendet, um Milchprodukte, Teig- oder Zuckermassen zu fördern. Diese Technologie ist dabei sehr erprobt und liefert beste Ergebnisse.

Neu ist jetzt der Ansatz, Exzenterschneckenpumpen als Dosierpumpen oder Dispenser einzusetzen, um damit Dekorationsaufgaben oder Abfüllungen in der Süßwarenindustrie zu realisieren. Somit kommen nun erstmalig alle Vorteile der Exzenterschneckenpumpen zum Einsatz und der Einsatzbereich wird nicht nur durch die reine Förder-oder Transferanwendung beschränkt. In vielen anderen Bereichen und Branchen, z.B. Elektro-und Automobilindustrie werden Dosiersysteme auf Basis der Exzenterschneckntechnologie schon sehr lange eingesetzt, um genaue, wiederholbare Dosierergebnisse mit Klebstoffen, Dichtmaterialien und Chemikalien zu erzielen.

Das Endloskolben Prinzip/Exzenterschneckenpumpe
Die Exzenterschneckenpumpe gehört zu der Gruppe der rotierenden Verdrängerpumpen und basiert auf einer volumetrischen Pumpentechnologie. Die Funktionsweise ist vergleichbar mit einem Endloskolben, der das Produkt von der Saugseite zur Druckseite fördert und dabei eine Druckdifferenz aufbaut. Das Zusammenspiel eines sich exzentrisch bewegenden Rotors und Stators ergibt eine Förder- und Dosiercharakteristik, die der eines sich endlos bewegenden Kolbens entspricht.

Vorteile des Endloskolben Prinzips
Aufgrund der Dosiergeometrie wird drehwinkelproportional pro Umdrehung immer ein konstantes Volumen gefördert. Die Förderrichtung ist durch Umkehr der Drehrichtung reversibel. Das Volumen ist somit über die Winkelgrade eindeutig definiert. Aus dieser Technik ergibt sich eine druckstabile, lineare Pumpenkennlinie. Wodurch eine klare Aussage über das Verhältnis von Umdrehung, Zeit und Fördermenge ermöglicht wird. Das wiederum führt zu einer gewährleisteten Dosiergenauigkeit am Pumpenaustritt von 1 Prozent (abhängig vom Medium), die in der Praxis oft unterschritten wird. Ein weiterer Nutzen dieser Technologie liegt in der entstehenden Förderkammer, deren Volumen im Verlauf der Bewegung absolut konstant bleibt. Dadurch ist es möglich, feststoffbeladene Medien und sogar stückige Produkte zu fördern und abzufüllen. Ein weiterer Vorteil gegenüber anderen Fördermechanismen: In über 95 Prozent aller Anwendungen kann auf Abfüll- und Dosierventile verzichtet werden, da es durch einen kurzen Rückwärtslauf am Ende des Dosiervorgangs zu einem kontrollierten Fadenabriss kommt bzw. ein Nachtropfen verhindert wird. Somit können selbst schwierige, hochviskose Flüssigkeiten prozesssicher dosiert oder abgefüllt werden, ohne dass es zu Pulsationen, Fehldosierungen oder einer zu starken Beanspruchung des Materials kommt.

Gebäckbeschriftung 2.0
Diese Vorteile als Dosierpumpe – oder auch Abfüllpumpe macht sich nun auch die Süßwarenindustrie zu Eigen. Speziell für hoch-viskose oder schwierige Medien, wie zum Beispiel Zuckerguss, Fondant oder stückige Fruchtsoßen bietet die Exzenterschneckenpumpe ganz neue Möglichkeiten und Ansätze. Dort, wo klassische Kolbendosier- und Abfüllsysteme ihre Schwierigkeiten besitzen, kann die Exzenterschneckenpumpe als Dosierpumpe eingesetzt werden, um schwierige Medien prozesssicher aufzutragen. Durch das einfache Handling kann die Dosierpumpe hier in Automatisierungslösungen eingesetzt werden und zum Beispiel mit allen gängigen Robotersystemen integriert werden. Eine typische Anwendung ist dabei das vollautomatisierte Verzieren von Keksen und Gebäck mit Zuckerguss. Eine Produktzuführung des hochviskosen Zuckergusses wird durch Fassentleersysteme verwirklicht, deren Grundlage ebenfalls eine Exzenterschneckenpumpe ist. Zusammen mit einer Folgeplatte entleert diese Pumpe nahezu rückstandslos das Fass in einem sehr schonenden Verfahren. Die Entleerung wird dadurch hauptsächlich durch die Saugwirkung der Exzenterschneckenpumpe realisiert, als durch das Ansetzen von hohen Drücken auf die Folgeplatte und der dadurch verbundenen Scher-und Druckbeanspruchung des Zuckergusses (wie z.B. bei Kolbenpumpen). Durch die schonende Förderung kann der Zuckerguss der Dosierpumpe perfekt zugeführt werden, ohne dass sich dessen Eigenschaften verändern. Im Anschluss daran wird der Zuckerguss auf die Kekse dosiert und kann dabei im Zusammenspiel mit der Robotik und Software in jeglicher Form, Muster und Schriften auf die Kekse auftragen werden. Der kreativen Gestaltung und Phantasie sind hier keine Grenzen gesetzt: so können zum Beispiel saisonbedingte Verzierungen wie Weihnachtsmuster auf Lebkuchen oder auch Motive zu Ostern, wie auch klassische Tortenverzierungen realisiert werden mit komplett neuen Motiven und auch mit schwierigsten Schriften oder Linien. Dieser automatisierte Auftrag und Dekoration bietet Großbäckereien und Süßwarenhersteller komplett neue Möglichkeiten und Chancen ihre Produktion zu automatisieren und prozesssicher zu gestalten, um einheitliche Qualitäts- und Produktstandards zu garantieren. Da diese Anwendungsmöglichkeit der Exzenterschneckenpumpe erst am Anfang steht, verheißt die Zukunft spannende Aufgaben in der Automatisierung und erhebliches Einsparungspotential bei diesen Prozessen für heute noch sehr arbeitsintensive Tätigkeiten.

Perfekte Abfüllergebnisse
Eine andere Möglichkeit, bei der Exzenterschneckenpumpen in einem komplett neuen Umfeld eingesetzt werden, sind Abfüllanwendungen im Süßwarenbereich: wo heutzutage einfache Kolbendosiersystem auf Ihre Grenzen stoßen (z.B. durch zu hohe Viskositäten) werden diese Anwendungen entweder unter extremen technischem, und dadurch auch kostenintensiven Aufwand realisiert oder ganz aufgegeben. Hier bietet sich ebenfalls an, die Exzenterscheckenpumpe als Dosier- bzw. Abfüllpumpe (-dispenser) einzusetzen: schwierige und hochviskose Medien, wie z.B. Honigmischungen können problemlos dosiert und abgefüllt werden. Nebenbei bietet sich den Süßwarenherstellern der Vorteil, dass evtl. ganz neue Produkte und Mischungen entwickelt und jetzt endlich auch produziert werden können, weil in der Vergangenheit schlicht die technischen Möglichkeiten fehlten.
Die Exzenterschneckenpumpe realisiert dabei diese Abfüllaufgabe mühelos und kann die speziellen Mischungen, wie zum Beispiel Honig, Karamell oder Schokoladenpasten hoch präzise abfüllen. Pro Umdrehung der Pumpe wird dabei ein fest definiertes Volumen dosiert. Die Abfüllmenge kann dabei sehr einfach verändert werden – nur durch die Veränderung der Drehzahl des Motors wird die Menge den Anforderungen angepasst.

Die hochviskosen Flüssigkeiten, wie z.B. Pasten oder Cremes werden extrem schonend dosiert und in ihrer Struktur nicht verändert. Hier können ebenfalls stückige Mischungen, z.B. Fruchtstückchen oder kleine Keksstückchen mühelos gepumpt werden. Je nach Anwendungsfall können die Dosierpumpen direkt auf einer voll automatisierten Abfüllstation montiert, oder auch z.B. in einem stationären und semi-automatischen System verbaut werden. Es können auch verschiedenste Anwendungen realisiert werden: von der Füllung von Süßwaren mit verschieden Cremes bis hin zu „wirklichen“ Abfüllanwendungen in kleinen Beuteln oder Bechern.

Sowohl Dekorations-und Verzierungsanwendungen, als auch die Abfüllanwendung sind neue Einsatzgebiete für Exzenterschneckenpumpen im Lebensmittelbereich, die es den Anwendern ermöglichen Prozesse zu automatisieren und komplett neu zu strukturieren. Erst durch den Einsatz der Exzenterschneckentechnologie im Süßwarenbereich als Dosier- und Abfüllpumpe wird sie ihrer Bedeutung gerecht und hat jenseits der reinen Transfer-und Förderpumpe eine Berechtigung und eine glorreiche Zukunft.

Bild: ViscoTec Dosiertechnik in der Lebensmittelindustrie (Foto: ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH)

Quelle: ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH

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