Vakuumpumpe

Einteilung der Vakuumpumpen

Vakuumpumpen unterscheidet man in Gas bindende und gasfördernde Vakuumpumpen. Während gasbindende Vakuumpumpen unbeschränkt einsatzfähig sind, benötigen gasfördernde Vakuumpumpen einen bestimmten Rhythmus zur Regeneration. Gasfördernde Pumpen werden eingeteilt in Verdrängungspunkten und kinetische Vakuumpumpen. Aus abgesperrten Räumen wird durch die durch die Verdrängungspumpe Gas in die Atmosphäre befördert oder in eine nach geschaltete Pumpstufe. Pumpen die nach dem kinetischen Prinzip arbeiten fördern durch Beschleunigung in Pumprichtung das Gas aus der Anlage.

Aufbau/Funktionsprinzip

Eine Drehschiebervakuumpumpe ist eine Öl überlagert werdende Rotation Verdrängungspumpe. Dies Pumpsystem besteht aus Gehäuse, einem exzentrisch gebauten Rotor, radial beweglichen Schieben die durch Fliegen oder Federkraft bewegt werden sowie einen Auslass. Das Einlassventil ist meist als Vakuumsicherheitsventil ausgebildet und im Betrieb immer geöffnet. Im Gehäuseinneren befindet sich der Arbeitsraum der durch einen Ständer den Rotor und einen Schieber begrenzt ist Schieber und der exzentrische Rotor begrenzen sich so das der Arbeitsraum in 2 separate Räume mit verschiedenen Volumen getrennt wird. Durch die Drehung des Rotor, kann Gas in einen größeren Raum Fliesen bis dieser durch einen 2. Schieber abgesperrt wird. Nun wird das eingeschlossene Gas so weit komprimiert bis sich das Auslassventil gegen den atmosphärischen Druck öffnet. Da das Auslassventil Öl überlagert ist gelangt eine kleine Menge Öl in den Shopform, dadurch wird bewirkt dass die innen liegenden Teile eine Schmierung erfahren sowie eine Abdichtung der Schieber gegenüber Gehäuse und dem Ständer.

Drehschiebervakuumpumpen werden in verschiedenen Ausführungen gebaut in ein oder 2-stufiger Variante.

Vor und Nachteile eine Vakuumpumpe

Vorteil

1. geringere Volumenstrom Impulse
2. geringe Geräuschemission
3. sehr effizient
4. Fördervolumen regelbar
5. kostengünstig
6. kann in beide Fließrichtungen arbeiten

Nachteil

1. hohe Verschleiß
2. nur bei mittlere Drücke geeignet

Anwendungsbereiche der Vakuumpumpen im Lebensmittelbereich

1. Destillation von Aromastoffen
2. Trocknung von Lebensmitteln
3. Pneumatische Förderung von Lebensmitteln
4. Pneumatische Förderung von Nassabfällen
5. Vakuumsfüller

Zu 1:

Dieses Verfahren wird angewendet um aus den gewonnenen Aromastoffen bestimmte Lösungsmittel wieder herauszufiltern, sowie bestimmte Kohlenwasserstoffe zu eliminieren die gesundheitsschädlich sein könnten.

Zu 2:

Im Vergleich zum Verdampfungsprozess mit Wärmezufuhr ist das Trocknen im Vakuum wesentlich materialschonender schneller und effizienter. Durch diesen Prozess in der Lebensmitteltechnik werden Produkte die zu viel Wärme abbekommen würden bei der Trocknung schonender hergestellt und haben dadurch eine höhere Qualität.

Zu 3:

Die pneumatische Förderung von Lebensmitteln ist eine effiziente und bewährte Methode, um Granulate, Stäube, Pulver und andere Granulate schnell und sicher zu transportieren. Dies kann auch mit Gebrauch von CO2 oder anderen Edelgasen erfolgen, wobei dadurch die Lebensmittel schonender und qualitativ besser behandelt werden.

zu 4:

Dieses System findet in den Hotels, Restaurants, Kliniken oder in großen Küchen in der Gemeinschaftsverpflegung sowie auf Schiffen ihre Anwendung. Dabei wird durch ein Vakuum die Speisereste über Rohrleitungen in einen Sammelbehälter überführt. Von wo diese zerkleinert werden und danach weiter behandelt werden.

zu 5:

Arbeitsprinzip eines Vakuummmfüllers https://www.youtube.com/watch?v=eCrkDQ-iAUk

Herstellerverzeichnis

Pfeiffer Vakuum Aßlar

Wissel GmbH , Mömbris

CUTES , Friedrichsdorf

GEA Wiegand , Ettlingen

ONLINK Technologie, Hainburg

Heinrich Frey Maschinenbau GmbH , Herbrechtingen

Druckberechnung

Der Druck ist definiert als der Betrag einer senkrecht und gleichmäßig auf eine Flächeneinheit wirkenden Kraft.

p=FA

p :Druck :[Pa]

F :Kraft :[N]; 1 N = 1 kg m s-2

A :Fläche :[m2]

Formel 1-3: Druckdefinition In einem geschlossenen Behälter führen die Gasteilchen thermische Bewegungen aus. Bei der Wechselwirkung mit der Wand kommt es zu einer Vielzahl von Stößen auf atomarer und molekularer Ebene. Jeder einzelne Stoß übt durch Impulsübertragung eine Kraft auf die Wand des Behälters aus. Die Vielzahl der Stöße führt dazu, dass bei einem eingeschlossenen Gas ohne äußere Einflüsse an jeder Stelle immer der gleiche Druck unabhängig von Ort und Richtung der Messung herrscht.

Abbildung 1: Definition des Totaldrucks

In der Praxis hat man es nur in Ausnahmefällen mit einem einheitlichen Gas zu tun. Wesentlich häufiger sind Gemische aus verschiedenen Gasarten. Jede einzelne Gaskomponente übt einen spezifischen Druck aus, den man unabhängig vom Druck der anderen Komponenten messen könnte. Dieser Komponentendruck wird als Partialdruck bezeichnet. Bei idealen Gasen addieren sich die Partialdrücke der einzelnen Komponenten zum Totaldruck, ohne sich gegenseitig zu stören. Die Summe aller Partialdrücke ist gleich dem Totaldruck.

Abbildung 2: Definition des Partialdrucks