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D 47412 ISSN 1436-2597
16. Jahrgang
November 2013
11
Das Praxismagazin für Verfahrens- und Chemieingenieure
CITplus, das Magazin für die Mitglieder von ProcessNet, wird herausgegeben von GDCh, Dechema und VDI-GVC
17
Geräteschutzschalter-Boards
21
Veränderte Normen im Explosionsschutz
26
Spezial-Tauchpumpe – auch bis
ATEX-Zone 0
34
Drehkolbenpumpe mit
beheiztem Pumpengehäuse
38
Adsorptionstrockner – Das Maß
der Dinge in der Drucklufttrocknung
40
Stromstörer, Wärmetauscher und
Temperaturmessung in einem Bauteil
42
Heizen – auch im Ex-Bereich
44
Bandtrockner für hohe
Dauerbeanspruchung
9
Titelstory
Vom Gleichstromverstärker
bis zum Memo-Rail
Seit 55 Jahren im Dienst
der Prozessanalysentechnik
Sonderteil Sicherheitstechnik
Editorial
Quality in vibrators
Die Filtrations- und Separationsbranche führt
zumeist ein unauffälliges Dasein in einer eher
angestaubten, dunklen Nische. Kaum einmal,
dass ihre Leistungen vor und von einem breiteren Publikum gewürdigt werden. Zu sehr
haftet der Branche wohl der bescheidene Geruch einer verfahrenstechnischen Grundoperation an. Zu verbreitet sind ihre Produkte
bis in die alltäglichsten Gebrauchsgegenstände hinein, als dass man ihnen besonderen Neuheitenwert zuschreiben möchte. Die
Kongressmesse Filtech hat aber Mitte Oktober
in Wiesbaden das Gegenteil gezeigt, nämlich
großes Interesse auf Seiten des überwiegend
internationalen Fachpublikums.
Den Eröffnungsvortrag der Filtech 2013
„Nature inspired separation membranses:
Geomimicry vs. Biomicmicry“ hielt der
taiwanesische Professor Dr. Allan Kuo-Lun
Tung. Er ist Chairman des World Filtration
Congresses 2016 in Taipeh. (Foto Sieß)
Sicherlich, im Vergleich zu einer Achema oder auch nur einer Powtech ist die Filtech mit ihren 300 Ausstellern ein kleines Nischenprodukt. Aber um eine Messe zu finden,
deren Ausstellerzahl vom einen zum anderen
Mal um 30 % wächst, muss man schon eine
ganze Weile suchen. Auch eine wachsende
Besucherzahl konnte die Filtech vorweisen,
was auch auf mehr Vorträge und mehr Teilnehmer bei dem sehr starken Kongress sowie
auf die gestiegene Ausstellerpräsenz zurückzuführen ist. Dennoch war es überraschend
mitzuerleben, wie stark bereits am ersten Tag
der auf fünf Hallen erweiterte (und verstreute)
Ausstellungsbereich geradezu umspült wurde
von interessierten Standbesuchern. Ein Aussteller formulierte es so: „Erstaunlich, wie
sich diese Haus-, Wald- und Wiesenmesse
zum Branchenfokus entwickelt hat.“
Es wird nun zweifellos spannend, wie es
weitergehen wird. Nach der nunmehr fünften
Veranstaltung in den Rhein-Main-Hallen in
Wiesbaden, muss der inzwischen für alle Akteure gut eingespielte Ort verlassen werden.
Die veralteten Hallen bedürfen einer grundlegenden Erneuerung und werden wohl demnächst erst einmal abgerissen. So hat man
sich entschlossen, nach Köln weiterzuziehen. Im Februar 2015 wird feststehen, wie der
Ortswechsel gelungen sein wird. Dort werde
man jeden Aussteller gut finden können, verspricht der Veranstalter. Denn in Köln wird
der gesamte Ausstellungsbereich der Filtech
in einer einzigen Halle unterkommen.
Eine einzige große Halle würde sicher nicht
ausreichen, um eine andere, boomende Messe
unterzubringen. Ende November wird die
SPS/IPC/drives ihren eigenen Wachstumsdrive in nicht weniger als 13 Hallen des Nürnberger Messegeländes unter Beweis stellen.
Was einmal ähnlich klein angefangen hat wie
die Filtech, ist inzwischen bezogen auf die
Zahl der Aussteller fünfmal so groß und auch
zu einem beachtlichen Publikumsmagneten
geworden, der nicht nur die elektrischen Automatisierer aus der Fertigungsindustrie sondern längst auch die aus der Prozessindustrie
in Scharen anzieht. Sicher sehen wir uns dort,
liebe Leserinnen und Leser? Und wenn nicht,
dann vielleicht nächstes Jahr im April, bei
der Mutter aller Technikmessen, der Hannovermesse? Oder bei der WTT Expo, der IFAT,
einer der easyFairs-Veranstaltungen oder
einer der MSR-Regionalmessen der Meorga?
Und Powtech und Technopharm warten Ende
September 2015 auch noch auf ihr Fachpublikum. Bis bald also!
Praktisch
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11.34.2d
Inhalt
Seite 9
Titelstory
Seite 17
Sonderteil
Sicherheitstechnik
bis zum Memo-Rail
Seit 55 Jahren im Dienst der Prozessanalysentechnik
Bei automatisierten Messverfahren
hängt die Qualität der Ergebnisse nicht nur von der Güte der Sensorik, sondern auch von einer zuverlässigen Potenzialtrennung der
Messumformer und der Qualität der
Signalübertragung ab. Seit 55 Jahren begleitet Knick Elektronische
Messgeräte die Entwicklung der Prozessanalysentechnik (PAT) mit der
Entwicklung von Trennverstärkern,
Analysenmessgeräten und -systemen
sowie Armaturen auf höchstem technischen Niveau.
Knick Elektronische Meßgeräte
GmbH & Co.KG, Berlin
Tel.: +49 30 80191 239
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www.knick.de
Thema
Prozessanalysentechnik
Projekt des Monats
„Scharfe Überwachung der Zusammensetzung“ 6
Die Prozessanalysentechnik (PAT)
feiert in diesem Jahr 100. Geburtstag
Kleben, bis dass uns das Alter scheidet
12
Ob zu Hause, im Büro oder in der indus
triellen Fertigung – überall wird geklebt
IGF/Dechema
M. Maiwald, BAM, und M. Kloska, BASF
Sonderteil
Sicherheitstechnik
Nach Belieben anpassbar
Geräteschutzschalter-Boards:
Bis zu fünf Verbraucher je Schutzpfad
P. Ketler, Phoenix Contaxt
Titelstory:
Vom Gleichstromverstärker bis zum Memo-Rail 9
Seit 55 Jahren im Dienst der
C. Koska, Knick Elektronische Messgeräte
Kompakt
Termine10
Personalia11
Wirtschaft & Produktion
12
Forschung & Entwicklung
16
Report
Fachliche Heimat für Betriebsinegnieure
14
Neue Struktur der VDI-GVC bietet Mehrwert für die mehr als 15.000 VDI-Mitglieder
Der Betriebsingenieur:
Garant für den reibungslosen Arbeitsablauf
15
Elektromotoren: Die chemische Industrie rüstet um – auch im Sinne des Umweltschutzes
L. Woppowa, VDI-GVC
Implementierung vorangetrieben
Sicherheitstechnische Systeme
werden in Europa stärker nachgefragt
Veränderte Normen
21
Explosionsschutz DIN EN 60079-0:2012 –
Neue Gehäuse-Anforderungen
T. Menze, SPPC, U. Johannsmeyer, PTB
Werkstoffe mit Empfehlungsschreiben?
23
Destillationskolonne: Auch als besonders
beständig eingestufte Duplexstähle können
korrodieren
H. Leonhard und G. Grötsch, TÜV SÜD Chemie Service
von Rauscher, Systec controls
ab 46
Index/Impressum51
4•
11 • 2013
20
Frost&Sullivan
Produkte Bezugsquellenverzeichnis
17
25
Touch me!
Inhalt
Seite 26
Pumpen
Kompressoren
Drucklufttechnik
Seite 40
Thermische
Verfahren
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Pumpen Kompressoren
Drucklufttechnik
Thermische Verfahren
Einsatzort im Sumpftank oder schlimmer
26
Spezial-Tauchpumpe meistert problemlos
extremste Anforderungen – auch bis ATEXZone 0
M. Hucklenbruch, Bungartz
Praxistipp: Abfüllen – aber sicher Sicherheit ist auch für
Abfüllpumpen oberstes Gebot
28
Drei in einem
Stromstörer, Wärmetauscher und
Temperaturmessung in einem Bauteil
A. Barkow, Thaletec
42
Elektroerhitzer als effiziente Alternative bei
thermischen Veränderungen im Prozessanlagenbau
!
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B. Kircher, Schniewindt
B. Joos, Bürkle
Wenn es mal etwas dicker kommt
32
Schonende Förderung dickflüssiger,
scherempfindlicher und schwer fließfähiger
Produkte
Quer zum Strom
Bandtrockner für hohe
Dauerbeanspruchung
Produkte Ein gleichmäßiger Dreh
Drehkolbenpumpe mit beheiztem
Pumpengehäuse
von AVA Huep, Bälz, Heraeus
34
44
H. A. Kahl, Amandus Kahl
W. Konrad, Lutz Pumpen
43, 45
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B. Sparwel, Börger
Sparen auf der ganzen Strecke
Adsorptionstrockner – Das Maß
der Dinge in der Drucklufttrocknung
40
38
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Thema Prozessanalysentechnik
„Scharfe Überwachung der
Zusammensetzung“
Die Prozessanalysentechnik (PAT) feiert in diesem Jahr 100. Geburtstag
Vor 100 Jahren, am 22. Mai 1913, erhielt Dr. Paul Gmelin, Mitarbeiter im physikalischen Laboratorium der Badischen
Anilin und Soda Fabrik in Ludwigshafen das erste Patent auf ein Prozessanalysenmessgerät. Dieses Jubiläum würdigt CITplus mit diesem Beitrag, in dem die Autoren nicht nur die vergangene sondern auch eine mögliche künftige Entwicklung
der Prozessanalysentechnik (PAT) Revue passieren lassen.
Abb. 1: Der gemeinsame
Arbeitskreis Prozessanalytik von
Dechema und GDCh nutzt den
Anlass des ersten Patents dazu,
das Thema Prozessanalytik für
ein Jahr lang herauszustellen.
und bietet auf seiner Internetseite ein Logo „100 Jahre PAT“
in mehreren Sprachen an, das
unter einer Creative-CommonsLizenz auch kommerziell
genutzt und weitergegeben
werden darf.
Abb. 2: Kopf des Original-Patents von 1913
Paul Gmelin entwickelte den sogenannten
Pfeifenanalysator, um das Verhältnis der Gase
Stickstoff und Wasserstoff für die Ammoniaksynthese messtechnisch zu erfassen und
den Produktionsprozess damit zu steuern.
Die Entwicklung stand in direktem Zusammenhang mit der Ammoniaksynthese nach
Fritz Haber und Carl Bosch – die 2013 ebenfalls hundert Jahre besteht, und die „neben
der exakten Mengenmessung auch eine
scharfe Überwachung ihrer Zusammensetzung erforderten“. Der Auftrag zur Entwicklung eines solchen Gerätes ging an Gmelin,
der „gleich am Telefon“ die Erzeugung akustischer Schwebungen mittels einer mit Luft
und einer mit Synthesegas angeblasenen
Pfeife vorschlug.
Mit dem Pfeifenanalysator fing alles an
Dem Pfeifenanalysator liegt folgendes Prinzip
zugrunde: In einer Pfeife entsteht eine Resonanzschwingung, deren Frequenz umgekehrt
6•
11 • 2013
proportional der wirksamen Pfeifenlänge und
proportional der Schallgeschwindigkeit des
Mediums ist. Die Schallgeschwindigkeiten
in zwei Gasen verhalten sich – bei gleicher
Stoffmenge im Molekül – umgekehrt wie die
Wurzeln aus ihren Dichten.
In Abb. 3 rechts ist der Pfeifenanalysator
im Querschnitt zu sehen. Unten liegen die Gasometer, die von einer thermostatisierenden
Flüssigkeit umgeben sind, eine Maßnahme,
die bis heute bei vielen automatischen Analysengeräten üblich ist. Zu den bemerkenswerten Eigenschaften für den Analysenvorgang
gehört die selbstständige Betätigung von
Füllventilen und Endlagenschalter, die eine
automatische Befüllung der Gasometer und
das Einleiten des Messvorgangs ermöglichten. Im Original-Patent heißt es dazu: „Vorliegende Erfindung erlaubt nun, die Zusammensetzung von Gasgemischen quantitativ
in sehr genauer Weise innerhalb beliebig weiter Grenzen rasch, zuverlässig und selbsttätig, also ohne irgendwelche Einstellung von
Hand, zu ermitteln.“
Paul Gmelin gab als Beispiele für die Nachweisempfindlichkeit seines Apparates Änderungen von 0,1 % H2 in CO und von 0,5 % O2
in H2 an.
Was ist eigentlich
Unter dem Begriff Prozessanalysentechnik
(PAT) werden alle Messverfahren zusammengefasst, mit denen Substanzeigenschaften,
Konzentrationen und Zusammensetzungen
in verfahrenstechnischen Produktionsanlagen gemessen werden. Sie ergänzen die klassischen, unspezifischen Messgrößen Temperatur, Durchfluss, Füllstand und Druck, die
unabhängig von der Art der Substanzen sind.
Die Messungen der PAT erfolgen:
▪▪ inline, mit Sensoren direkt im Behälter oder
in der Rohrleitung,
▪▪ online, mit einer dedizierten, automatisierten Aufbereitung der Proben
▪▪ atline, mit sequentieller Probennahme.
Aktuell umfasst das Gebiet der Prozessanalysentechnik (PAT) mehr als 80 verschiedene Messverfahren. Diese reichen von der
pH-Messung, über die Gasmess- und Gaswarntechnik, Refraktometrie, Dichte-, Viskositäts- und Feuchtemesstechnik, paramagnetischen Sauerstoffmessung und Photometrie
bis hin zu komplexen Methoden der Chromatographie und Spektroskopie. Zu den modernsten Methoden zählen die Online-NMR-,
die Terahertz- und die Diodenlaser-Spektroskopie, die Ultra-Hochdruck-Flüssig-Chromatographie und verschiedene Online-Messverfahren der Biotechnologie.
Erst PAT ermöglicht
wirtschaftlichen Anlagenbetrieb
Ohne die vielfältigen Messmethoden der PAT
sind Chemieanlagen, Raffinerien und praktisch alle Anlagen der verfahrenstechnischen
Industrie heute nicht mehr wirtschaftlich und
sicher zu betreiben. Die direkte Messung von
Substanzeigenschaften,
Konzentrationen
und Zusammensetzungen erlaubt die Überwachung von Produktionsprozessen und ermöglicht bei der Einbindung in Regelkreise
eine optimierte, zielproduktorientierte Produktion.
Das Potenzial der Wertschöpfung beim
Einsatz von Methoden der PAT ist besonders
hoch. Beim Ersatz von manueller Probennahme und Laboranalytik durch PAT entfallen
mögliche Sicherheitsrisiken bei Probennahme und Probentransport und die Wartezeiten
auf die Laborergebnisse. Produktionsprozesse
können optimiert hinsichtlich Rohstoff- und
Energieeinsatz und reproduzierbarer hinsichtlich der Qualität der Produkte gefahren
werden. Gegenüber einer reinen Rezeptfahrweise können beim Einsatz von PAT Reaktionsverläufe gemessen und damit Prozesszeiten verkürzt werden, sowie unerwünschte
Nebenprodukte vermieden werden.
Die ersten hundert Jahre –
Vom Molekül zum Prozess
Ein wichtiger Meilenstein der Entwicklung
prozessanalytischer Verfahren war die Einführung des Spektrographen durch Robert
Bunsen mit seinen Zeitgenossen, die als Revolution und den Beginn des instrumentellen Zeitalters der Analytik angesehen werden
kann. Wilhelm Ostwald, Walter Nernst und
Fritz Haber wurden nicht zuletzt durch ihre
instrumentellen Innovationen zu prägenden
Wissenschaftler ihrer Zeit. Analytische Methoden sind jetzt „Einschrittmethoden“, weil
Abb. 3: a+b: Aufnahme eines Pfeifenanalysators (3a,
ca. 1913) und Schemazeichnung mit automatischem
Gasometerbetrieb (3b, ca. 1933), beide aus „Physikalisch-chemische Analyse im Betrieb“, A. Eucken
(Hrsg.), bearb. von P. Gmelin, Leipzig, Akademie
Verlags-Ges. 1933
sie entweder spezifisch sind, d. h. individuelle Zielsubstanzen bei Anwesenheit weiterer Substanzen in der Matrix nachweisen
(Beispiel Spektroskopie), oder selektiv, d. h.
das Gemisch oder die Matrix auf festgelegte
Weise zerlegen, dass die individuellen Signale entlang einer Zeit-, Geräte-, oder Methodenskala abgelesen werden können. In beiden
Fällen kommen die Methoden ohne Probenvorbereitung im klassischen Sinne aus und
können vielfach als Online-Methoden eingesetzt werden. Diese Entwicklung wird u. A.
durch die Vergabe von Nobelpreisen für Photoelektronspektroskopie, Chromatographie,
Kernspinresonanzspektrographie und Massenspektrometrie unterstrichen.
Alle analytischen Informationen
werden genutzt
„Analytical Chemistry is a scientific discipline which develops and applies methods, instruments and strategies to obtain information
and the composition and nature of matter in
space and time“, diese heute akzeptierte Definition des Begriffs Analytik gibt ihrer Dimension Bedeutung: Es werden alle Struktur- und
Eigenschaftsuntersuchungen eingeschlossen,
auch solche Informationen, die nicht durch
chemische Methoden erhalten werden können,
wie z. B. die Nachbarschaft einzelner Atombausteine im Molekül (Wasserstoffbrücken,
Faltung von Peptiden) und die aktuelle räumliche Lage zueinander (Assoziate, Komplexe,
Oberflächendynamik). Weiterhin wird die zeitliche Veränderung solcher Informationen im
Begriff Analytik mit eingeschlossen.
Analytik, die in der Lage ist, solche physikalischen, biologischen und chemischen Parameter spezifisch und quantitativ zu messen,
spielt eine bedeutende Rolle, wenn es um Informationen über Materialien und deren Zusammensetzung geht. Analytische Informationen spiegeln den Verlauf der Reaktion bzw.
den Hergang des Prozesses daher sehr viel angemessener wider und repräsentieren damit
sehr viel mehr Wissen als das einzelne Zertifikat des Endproduktes, das heute als Qualitätsmerkmal eines Produkts akzeptiert wird.
Das Wissen über ein Produkt ist somit auch
ein Teil der Wertschöpfung. Dieses gilt nicht
nur für das Produkt selbst, sondern für den gesamten Produktzyklus von den Rohstoffen an.
In einem konsequenten Informationsmanagement werden analytischen Daten auch konsequent gesammelt und bewertet, so dass nicht
nur eine statistische Prozesskontrolle möglich
ist, um einen Prozess sicher zu machen, sondern auch verstanden wird, welche Produktionsparameter ein möglichst spezifikationsgerechtes Produkt für den Kunden erzeugen.
Die nächsten hundert Jahre –
Prozessanalytik als Werttreiber
Die Analytik befindet sich heute in einem
Wandel von einer rein retrospektiven zu
einer diagnostischen und prospektiven Wissenschaft. Diese Entwicklung wird begleitet
von dem Beginn einer weiteren Revolution,
geprägt von einem rationalen atomaren und
molekularen Design – etwa von Assays und
Erkennungsstrukturen auf Nanometer-Ebene, in Kombination mit modernen Instrumen-
11 • 2013 • 7
ten wie Massenspektrometern und bildgebenden Verfahren.
Im Sinne des „Value Based Management“
(VBM) ist die Steigerung des Unternehmenswertes ein Ansatz zur Unternehmensführung.
Die Wertorientierung ist die Betrachtungsweise. Als „Werttreiber“ werden alle Faktoren gesehen, die das wirtschaftliche Ergebnis maßgeblich beeinflussen und deren Verbesserung
zu einer Steigerung des Unternehmenswertes
führen. Ein Wert wird aufgespannt von den
Dimensionen „Effektivität“ (das Richtige tun)
und „Effizienz“ (es richtig tun). Zur Effektivität tragen zunächst Ressourcen wie Personal, Rohstoffe und Energie bei sowie Produktionsanlagen und -prozesse, die in der Regel
einen nicht unerheblichen Anteil an Instrumentierung und Automatisierung enthalten,
der mit Analytik verknüpft ist. Effizienz wird
beeinflusst vom optimalen Betrieb einer Anlage auf Basis von analytischen Messwerten
sowie von der Verbesserung und Instandhaltung von Anlagen oder Produktionsprozesse
auf Basis einer technisch wissenschaftlichen
Kultur, die von Experten getragen wird.
Der Wert unserer Produktionsverfahren
kann derzeit noch massiv verbessert werden,
wenn die Kultur der Prozessintensivierung
weiter vorangetrieben wird. Zu Beginn der
Industrialisierung bestanden noch keine besonderen Ansprüche hinsichtlich effizienter
und effektiver Verfahren, der Gewinn sprudelte sozusagen „aus dem Boden“. Spätestens
seit der Ölkrise werden Optimierungsansätze
verfolgt, die jeweils Verbesserungen in zweistelligen Prozentbereich erwirken konnten,
darunter der Wegfall des „Auslegungsfaktors“, eine Optimierung durch Modelle und
Anlagensimulationen, oder etwa die Intensivierung der Produktions-Apparate (z. B. Entwicklung von Packungen in Destillationskolonnen im Bereich der Trenntechnik).
Hohe Verfügbarkeit der Anlagen
Die Forderung nach einer hohen Verfügbarkeit der Anlagen wird in Zukunft nicht allein durch robuste Komponenten und zuverlässige Instandhaltung erfüllt werden.
Die Forderung nach einer reproduzierbaren
Produktqualität kann wirtschaftlich nicht
nur durch eine gute Laboranalytik realisiert
werden. Wenn Unternehmen langfristig am
Markt überleben wollen, dann muss in erster
Linie der Produktionsprozess rentabler, präziser, flexibler und näher am Optimum gesteuert werden. Dies gelingt insbesondere durch
Verfahren der Mess- und Automatisierungstechnik mit eingebauten „Qualitätsregelkreisen“. Wettbewerbsvorteile lassen sich einer-
8•
11 • 2013
Tagungen zum Thema Prozessanalytik
Prozessanalytik in Produktionsverfahren:
Prozessführung und -automatisierung
9. Kolloquium des Arbeitskreises Prozessanalytik der Dechema und in der GDCh-Fachgruppe Analytische Chemie, 28. – 29. November
2013 in Ludwigshafen bei der BASF.
EuroPACT 2014, Third European Conference
on Process Analytics and Control Technology
06. – 09. Mai 2014, Barcelona, Spanien.
www.dechema.de/events/Tagungen/EuroPACT+2014.html
Anwendung der Röntgenanalytik zur
Überwachung von Rohstoff- und Sekundärrohstoffströmen
7. PRORA- Fachtagung „Prozessnahe Röntgenanalytik“, 21. – 22. November 2013 in Berlin
seits aus einer zielgerichteten Entwicklung
neuer Produkte erzielen, andererseits aus
einem zeitlichen Vorteil bei der Anwendung.
Eine optimierte Prozessführung unter Einsatz
innovativer Analytik kann so auch in Hochlohnländern einen wesentlichen Beitrag zu
einem globalen Wettbewerbsvorteil gegenüber Niedriglohnländern leisten, die mit weniger effizienter Technik produzieren.
Weiterentwicklung der
wissenschaftlich technischen Kultur
Die chemische Industrie steht vor gravierenden Veränderungen durch den demografischen Wandel. Neben branchenübergreifenden Einflüssen ist hier insbesondere das
Know-how in der chemisch-technischen Anlagenführung zu nennen. Viele chemische
Prozesse werden nicht vollständig automatisch gesteuert, sondern von technischen
Mitarbeitern mit jahrzehntelanger, anlagenspezifischer Erfahrung. Produktions- und
Rezepturdaten werden vielfach nicht elektronisch erfasst, um Produktions- und Qualitätsparameter miteinander im Sinne von
„Quality by Design“ in Verbindung zu bringen.
Zur gleichen Zeit setzt die technologisch
anspruchsvolle Prozessindustrie auf Innovationen, wenn sie den Markt fortwährend mit
neuen Produkten und Materialien bedienen
will. Hier werden sich auch in Zukunft erhebliche Einschränkung durch äußere Zwänge, vor allem durch die Preisentwicklung und
Verfügbarkeit von Rohstoffen ergeben, auf
die die Prozessindustrie reagieren muss.
Neue Rohstoffe erfordern
neue Messmethoden
Die einem Prozess zuzuführenden Stoffe sind
bislang sehr geringen Schwankungsbreiten hinsichtlich ihrer Spezifikationen unterworfen. Nachwachsende und recycelte Einsatzstoffe unterliegen hinsichtlich ihrer für
die weitere Verarbeitung relevanten Eigenschaften einer wesentlich größeren Bandbreite. Dies zeigen beispielsweise aktuelle
Problemstellungen aus der Nachbarbranche
Energiewirtschaft bei der Nutzung von Sekundärbrennstoffen oder Biokraftstoffen.
Daraus ergeben sich neue Anforderungen an
die Analyse der Einsatzstoffe in diskontinuierlichen Prozessen (z. B. Wareneingangskontrolle) und kontinuierlichen Prozessen (z. B.
Stoffströme in Rohrleitungen und auf Förderbändern).
Der Quality-by-Design-Ansatz und die Nutzung von Qualitätswissen über einen Prozess,
kurz eine technisch wissenschaftliche Kultur,
können dazu beitragen, dass unsere Prozesse
flexibler bezüglich der Rohstoffschwankungen geführt werden können.
Es gibt eine Fraktion von Fortschrittlichen,
die erkennen, dass die Prozessindustrie heute
in der Lage ist, ihre innovativen Tätigkeiten schneller umzusetzen und die damit verbundenen Qualitätssicherungs- und Freigabeprozesse mit Hilfe von Prozessanalytik zu
beschleunigen. Es ist aber wichtig, dass sich
Anwender die nötige Zeit für eine Lernphase
nehmen und Vertrauen entwickeln, da viele
der eingesetzten Werkzeuge recht komplex
sind. Mit zunehmendem Vertrauen wird die
Risikobereitschaft aber immer geringer. Die
Fortschrittlichen werden dann nicht nur mit
Vertrauen sondern mit phantastischen Möglichkeiten belohnt.
Dr. Michael Maiwald,
BAM Bundesanstalt für
Materialforschung und -prüfung
Dr. Michael Kloska,
Director Process Analytical Technology –
Prozessanalysentechnik (PAT), BASF
Kontakt
Dr. Michael Kloska
Prozessanalysentechnik (PAT), BASF SE,
GTF/EB – L426, Ludwigshafen
[email protected]
www.basf.com
Dr. Michael Maiwald
BAM Bundesanstalt für Materialforschung
und -prüfung, Berlin
[email protected]
www.bam.de
Titelstory
bis zum Memo-Rail
Seit 55 Jahren im Dienst der Prozessanalysentechnik
Bei automatisierten Messverfahren
hängt die Qualität der Ergebnisse
nicht nur von der Güte der Sensorik,
sondern auch von einer zuverlässigen
Potenzialtrennung der Messumformer und der Qualität der Signalübertragung ab. Seit 55 Jahren begleitet
Knick Elektronische Messgeräte die
Entwicklung der Prozessanalysentechnik (PAT) mit der Entwicklung von Trennverstärkern, Analysenmessgeräten und
-systemen sowie Armaturen auf höchstem technischen Niveau.
Schon 1959 brachte das 14 Jahre zuvor von
Dipl.-Ing. Ulrich Knick gegründete Unternehmen das Prozess-pH-Meter Typ 42 auf den
Markt, das auf Basis des selbst entwickelten,
nullpunktkonstanten modulierten Gleichstromverstärkers größte Messpräzision gewährleistete.
Erstes Prozess-pH-Meter
mit Zone-0-Eingang
Zudem setzte Knick schon früh Schwerpunkte
bei den Themen EMV und Explosionsschutz
und fertigte 1968 mit dem Typ 41 ex das erste
Prozess-pH-Meter mit Zone-0-Eingang.
Weitere Meilensteine sind die Wechselarmaturen der Baureihen Ceramat und SensoGate, die die automatische Reinigung und
Kalibrierung von Sensoren bei laufendem
Prozess ermöglichen auch unter schwierigsten Bedingungen.
Mobile Memosens-kompatible
Analysenmessgeräte
Jüngste Innovationen des Berliner Messtechnikspezialisten sind die für den neuen Sensorstandard Memosens ausgelegten Memo-
Abb. 1 + 2: Die Berliner Firma Knick Elektronische Messgeräte begleitet die Entwicklung der PAT bereits seit
55 Jahren mit Produkten auf höchstem technischem Niveau.
Rail-Analysenmessgeräte, die über ein nur
12,5 mm breites Anreihgehäuse für die Hutschienenmontage verfügen, sowie die tragbaren Analysenmessgeräte der Serie Portavo
zur Messung von pH-Wert, Leitfähigkeit oder
Gelöstsauerstoff, die marktweit als einzige
mobile Geräte den Memosens-Standard unterstützen.
Carsten Koska,
Kontakt
Carsten Koska
GmbH & Co.KG, Berlin
Tel.: +49 30 80191 239
[email protected]
www.knick.de
11 • 2013 • 9
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November
Optimale Schmierungstechnik in der Instandhaltung
18. Nov
Wuppertal
Technische Akademie Wuppertal e.V., Tel.: +49 202 7495300,
[email protected]
Quantum - Ölfreie Verdichtertechnologie
19. – 20. Nov
Kressbronn
Cofely, Tel.: +49 8382 706 430, [email protected]
Service-Praxisseminar Füllstand-/Druckmesstechnik
19. – 20. Nov
Hamburg
Endress+Hauser Messtechnik, Tel.: +49 7621 975 610, [email protected]
Moderne Prozessmesstechnik der Verfahrenstechnik
19. – 20. Nov
Essen
Haus der Technik (HdT); Tel.: +49 2011803 251m, [email protected]
27. Karlsruher Flockungstage
19. – 20. Nov
Karlsruhe
Karlsruher Institut für Technologie (KIT- IWG), Tel.: +49 721 608 42457,
[email protected]
ATEX−Richtlinie 94/9/EG
19. Nov
Essen
Energiemanagementsysteme nach DIN EN ISO 50001
19. Nov
Altdorf b.
Nürnberg
[email protected]
Druckmesstechnik - Grundlagen und Anwendungen
21. Nov
Darmstadt
Jumo, Tel.: +49 661 6003 0, [email protected]
Elektrische Temperaturmessung
21. Nov
Beilngries b.
Ingolstadt
Jumo, Tel.: +49 661 6003 0, [email protected]
Verbringung explosionsgefährlicher Stoffe auf der Straße
22. Nov
Wuppertal
[email protected]
Fließen von Pulvern und Schüttgütern
25. – 26. Nov
Essen
Verfahrenstechnische „Daumenregeln“ und Short-cut
Methoden
25. – 26. Nov
Altdorf b.
Nürnberg
[email protected]
Organisation, Personal- und Projektmanagement
25. – 26. Nov
Frankfurt/M.
GDCh, Tel.: +49 69 7917 364, [email protected]
Risikobasierte Instandhaltung (RBM)
25. Nov
Wuppertal
[email protected]
14. Essener Brandschutztage
26. – 27. Nov
Essen
Anlagensicherung mit Mitteln der Prozessleittechnik Teil 2: SIL
26. – 27. Nov
Frankfurt/M.
Dechema, Tel.: +49 69 7564 253 oder 202, [email protected]
Moderne Prozessleittechnik für verfahrenstechnische
Anlagen
26. – 27. Nov
Lüneburg
[email protected]
Grundlagen und rechtliche Anforderungen
des Explosionsschutzes
27. – 28. Nov
Frankfurt/M.
Automatik-Armaturen - Steuern, Fördern
27. Nov
Hannover
Georg Fischer Piping Systems, Tel.: +49 7161 302 255,
[email protected]
Verfahrenstechnische Fließbilder
27. Nov
Essen
Temperaturmesstechnik
27. Nov
Fulda
Klasmeier Kalibrier- und Messtechnik, Tel.: +49 661 380 940 0,
[email protected]
Grundlegende Methoden der industriellen Statistik
28. – 29. Nov
Frankfurt/M.
Der SIL-Tag
28. Nov
Frankfurt/M.
Service-Praxisseminar Füllstand-/Druckmesstechnik
03. – 04. Dez
Weil am
Rhein
Ausbildung zum Explosionsschutzbeauftragten
03. – 06. Dez
Essen
Grundlagen der Allgemeinen und Anorganischen Chemie
für Kaufleute und Ingenieure
03. – 06. Dez
Bad
Dürkheim
Planung und Auslegung von Rohrleitungen
04. – 05. Dez
Essen
Zerstäuben von Flüssigkeiten
04. Dez
Essen
Service-Praxisseminar Durchflussmesstechnik
05. – 06. Dez
Weil am
Rhein
Erfolgreicher Abschluss von Anlagenbauprojekten
05. – 06. Dez
Frankfurt/M.
VDI Wissensforum, Tel.: +49 211 6214 201, [email protected]
Dezember
10 •
11 • 2013
Personalia
Stühlerücken bei
GEA Refrigeration
Klaus Stojentin (links) ist seit 01.
Juli neuer President Sales Western Europe bei der GEA Refrigeration Technologies. Er begann
seine Karriere im GEA Konzern
vor zehn Jahren bei der früheren GEA Grasso als Sales Director für die Region D/A/CH. Als
GEA Refrigeration Technologies
im Jahr 2011 die GEA Bock in Frickenhausen (früher: Bock Kältemaschinen GmbH) übernommen
hat, wurde er einer der drei Geschäftsführer der neuen Tochtergesellschaft. Sein Nachfolger in
der Geschäftsführung von Bock
ist seit 1. September Jan Kröger
(rechts). Er war zuletzt General
Manager bei der Hafner-Muschler
in Balingen, einem auf industrielle und kommerzielle Kältetechnik
spezialisierten Anlagenbauer. Der
Schwerpunkt der Tätigkeit dort
war durch Produktinnovationen
und die Einführung industrieller
Strukturen geprägt. www.gea.com
Sickmann neuer GF bei
Voith Industrial Services
Als Geschäftsführer im Kon
zernbereich
Voith Industrial
Services hat Jan
Sickmann zum
1. September die
Leitung der Division Energy-Petro-Chemicals
übernommen. Das Leistungsport
folio der Division reicht vom
Neu
bau über On-Site-Services,
Modernisierungen, Turnarounds
und Revisionen bis hin zum Rückbau – entlang des gesamten Lebenszyklus einer Anlage. Der
Maschinenbauingenieur und Betriebswirt begann seine berufliche Laufbahn bei Heidelberger
Druckmaschinen.
Westfalen Gruppe mit neuer Geschäftsleitung
Die Westfalen Gruppe hat ihre
Geschäftsleitung
erweitert.
Neben dem Vorstandsvorsitzenden Wolfgang Fritsch-Albert besteht das Gremium aus Renate
Fritsch-Albert (Vorsitzende Vorstandsstab), Reiner Ropohl (Vertrieb) und Dr. Carsten Wilken (Finanzen). Darüber hinaus gehören
der neuen Geschäftsleitung an:
Gerhard Schlüter (Technik), Thomas Beinlich (Energieversorgung), Bernd Balink (Gase Inland), Lutz Markowic (Gase
Ausland), Holger Laugisch (Tankstellen), Rolf Glahn (Personal)
und Peter Hardebeck (IT). Die
Münsteraner Westfalen Gruppe
ist mit insgesamt 22 Tochter- und
Beteiligungsgesellschaften sowie
20 Produktionsstandorten international tätig. Das im Jahre 1923
gegründete Familienunternehmen ist in den Bereichen Gase,
Energieversorgung und Tankstellen tätig und erwirtschafte im
Geschäftsjahr 2012 mit rd. 1.300
Mitarbeitern einen Umsatz von
über 1,9 Mrd. €.
www.westfalen-ag.de
WASSERAUFBEREITUNG: Modell eines 6m langen Ozonreaktors.
Die Simulationsergebnisse zeigen das turbulente Strömungsfeld und
erlauben eine Abschätzung der Verweilzeit der chemischen Spezies.
Analysieren und Optimieren
mit COMSOL Multiphysics.
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COMSOL Multiphysics unterstützt Sie bei der Verwirklichung
innovativer Ideen. Die Kombination aller relevanten
physikalischen Effekte in einer Simulation ermöglicht eine präzise
Analyse Ihres Designs. Erfahren Sie mehr im Produktkatalog
unter www.comsol.de/booklet
© Copyright 2013 COMSOL
www.voith.com
11 • 2013 • 11
Kleben, bis dass
uns das Alter scheidet
Ob zu Hause, im Büro oder in
der industriellen Fertigung – überall wird geklebt. Das Kleben ist
sowohl im alltäglichen
Leben als auch in der
Industrie ein sehr wichtiges Fügeverfahren, um
zwei oder mehrere Materialien zu
verbinden. Aber auch die stärkste
Verbindung hält nicht ewig. Deshalb sind Prüfverfahren wichtig,
mit denen die Auswirkungen von
Alterungsprozessen möglichst
früh erkannt werden.
Das Fraunhofer-Institut für
Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung Klebtechnik und Oberflächen in Bremen entwickelt deshalb ein
Prüfverfahren, mit dem die Alterung von Haftklebebändern und
-verbindungen früher als bisher
erkannt wird. Gleichzeitig soll
die Methode auch Informationen über den Alterungsverlauf
liefern. Ziel ist die Entwicklung
eines Verfahrens, das auf rheologischen Messungen beruht, mit
dem Veränderungen von Tack
(Anhaftung bei kurzer Kontakt-
zeit und sehr leichtem Druck),
Peel (Klebkraft) und Scherfestigkeit dokumentiert werden. Damit
kann die Entwicklung neuer
Haftklebesysteme schneller, kostengünstiger und effektiver gestaltet werden. Die Prüfmethode
wird so aufgebaut, dass sie auch
in den Laboren von KMU eingesetzt werden kann.
Kontakt
Jörg Reiblich
Tel.: +49 69 7564 283
[email protected]
www.dechema.de/ProjektdesMonat
Mit diesem Konzept begegnet
das VDI Wissensforum der Herausforderung, berufliche Ziele
im Einklang mit individuellen
Bedürfnissen zu realisieren. Die
Teilnehmer lernen unter anderem, ihre geistige und körperliche Leistungsfähigkeit mit kurzen Übungen zu steigern sowie
persönliche Verhaltensmuster
und individuelle Antreiber zu
nutzen, um andere zu motivieren.
Gesunde Ernährungsmöglichkeiten, Stressabbau und effektives
Selbstmanagement sind weitere
Themen des Seminars.
11 • 2013
Dosieren und Verpacken der
Compounds auch die Fabrikplanung inklusive Genehmigungsplanung, die Energie- und
Medienversorgung sowie den
Anschluss an bestehende Anlagen. KraussMaffei Berstorff und
Zeppelin Systems werden als
Konsortium und damit quasi als
ein Unternehmen im Bereich des
Compoundierens von Technischen Kunststoffen auftreten.
www.zeppelin.com
Drei Schwerpunktthemen bei der Achema 2015
Verkürzte Alterungsprüfung von
Haftklebstoffen, Klebebändern
und Haftklebverbindungen
www.vdi.de/seminare-fuehrung
www.vdi.de/seminare-projektmanagement
12 •
KraussMaffei Berstorff, Hannover und Zeppelin Systems, Friedrichshafen treten künftig als eine
Einheit im Bereich des Compoundierens von Technischen
Kunststoffen auf. Sie bieten den
internationalen Chemiekonzernen und Kunststoffproduzenten
schlüsselfertige Anlagen für die
Herstellung von Massenprodukten, wie Polyolefine. Diese umfassen neben dem Compoundierextruder mit den dazugehörigen
Einheiten für die Lagerung, das
IGF-Vorhaben: 17087 N
Brain, Body & Business
Das neu konzipierte Seminar
„Brain, Body & Business“ für
technische Fach- und Führungskräfte verbindet Erkenntnisse
und Methoden aus der Motivationspsychologie, der Sportwissenschaft und der Medizin in
einem interaktiven Seminar mit
praktischen Trainingseinheiten.
Compoundier-Konsortium
Prozessanalytik, industrielle Wassertechnik und biobasierte Produktion werden die Schwerpunkte der kommenden Achema sein,
die vom 15. bis 19. Juni 2015 in
Frankfurt am Main stattfindet.
Natürlich kommen auch die anderen Bereiche von der Labor- und
Analysentechnik bis zu den Verpackungsmaschinen, von Pumpen und Armaturen über alle Bereiche der Verfahrenstechnik bis
zum Anlagenbau auf ihre Kosten.
Laut Dr. Thomas Scheuring, Geschäftsführer der Dechema Ausstellungs-GmbH soll damit der
thematischen Breite der Achema Rechnung getragen werden
und gleichzeitig der Fokus „auf
Entwicklungen, die die Prozesstechnologie grundlegend verändern“ gerichtet werden. Praktisch
alle Bereiche der Prozessindustrie
werden von den Schwerpunktthemen berührt.
www.achema.de
Endress+Hauser erwirbt Kontrolle über Analytik Jena
Seit 26. September 2013 hält
Endress+Hauser 47,33 % der
Stimmrechte an Analytik Jena,
davon 22,99 % unmittelbar. Die
Firmengruppe wird daher nun
ein Pflichtangebot für die Aktionäre der Gesellschaft vorbereiten. Nach der bereits erfolgten Freigabe durch das deutsche
Bundeskartellamt kann die
Endress+Hauser Deutschland sowohl die ursprünglich von der
niederländischen Verder-Gruppe gehaltenen Anteile als auch
die Aktien, die im Rahmen der
Kapitalerhöhung nicht bezogen
worden sind, übernehmen Der
Angebotspreis von 13,75 € pro
Aktie liege über den Preisen, die
Endress+Hauser im Vorfeld des
Angebots für Anteile an Analytik
Jena bezahlt hat. Das Land Thüringen hält über einen von der Beteiligungsgesellschaft bm-t verwalteten Fonds derzeit 17,79 % an
Analytik Jena; Gründer und Vorstandsvorsitzender Klaus Berka
besitzt 9,93. Beide Anteilseigner
werden zu einem späteren Zeitpunkt in Verhandlungen zum
Verkauf ihrer Pakete eintreten.
Berka soll das Unternehmen auch
nach der Übernahme leiten.
www.endress.com
Vertriebsstart der neuen Freelance Version
ABB hat jetzt die Version 2013
des dezentralen Prozessleitsystems Freelance freigegeben.
Freelance gehört zur „Essential Automation“-Produktgruppe von ABB, die Leitsysteme
und leittechnische Produkte für
die Prozessindustrie umfasst.
Die augenscheinlichste Neuerung der neuen Version bildet
der komplett neuentwickelte AC
900F — ein Controller, der mit
höheren Kommunikationsgeschwindigkeiten, mehr Speicher
für Prozessdaten und einer höheren Prozessorleistung das Portfolio der für Freelance verfügbaren
Controller erweitert. Auch das
Engineering-Tool für einen optimierten Planungsablauf wurde
weiterentwickelt. Mit dieser Software kann das System schnell
und einfach konfiguriert werden.
RUBERG-Chargenmischer
Intensivste Schnellvermischung
Zugabe von Flüssigkeiten, Aromen,
Blockfetten usw.
Chargen von 1 bis 40.000 Liter
Mit Kühl- und Heizmantel
Ausführung in allen Werkstoffen
Sortenreine Restentleerung
Mit Zubehör wie Entstaubung,
Verwiegung und allen Dosier-,
Befüll- und Abführsystemen
www.abb.de
Christian-Ruberg-Straße · D-33039 Nieheim
Telefon (05274) 98510-0 · Telefax (05274) 98510-50
www.g-ruberg.de · eMail: [email protected]
Rührwerksflatrate für Biogasanlagen
Allen Betreibern von Biogasanlagen bietet KSB mit der sogenannten Amaflat die Möglichkeit, hocheffiziente Rührwerke
der Baureihe Amaprop zu nutzen. Der Pumpenhersteller übernimmt damit für einen monatlichen Pauschalbetrag die
vollständige Verantwortung und
das technische Risiko für das
Rühren in einer Biogasanlage. Zum Paket gehören eine auf
die Anlage abgestimmte Auslegung, die Installation der Aggregate sowie die Bereitstellung des
Zubehörs. Wartung und Instandsetzung incl. aller Nebenkosten
sind ebenfalls enthalten. Aufgrund einer für Biogasanlagen
App für Ultraschall-Durchflussmesser
entwickelten Hydraulik und der
Positionierung der Aggregate im
Fermenter kann man gegenüber
der herkömmlichen Rührtechnik
bis zu 70 % Energie einsparen.
Die nach dem Baukastenprinzip
aufgebauten Einheiten erzeugen
Axialschübe von bis zu 4.950 N.
www.ksb.de
Für die direkte K
ommunikation
von Apple iOS-Geräten mit den
Clamp-on-Ultraschall-Durchflussmessgeräten Sitrans F US
hat die Siemens-Division Industry Automation die App Sitrans
Connection entwickelt. Die Anwendung bietet dem Nutzer den
direkten Zugriff auf alle Funktionen der Ultraschall-Durchfluss
messer e inschließlich Programmierung, Auswertung, Daten
protokollierung und -download.
Damit benötigt der Anwender
nun keinen Laptop mehr für den
Zugriff auf die Messegräte. Die
App mit Menü und vollständiger alphanumerischer Tastatur
zur einfachen Navigation und
Programmierung stellt dem Anwender über Wi-Fi oder Mobil
funk einen Live-Link zum Messgerät bereit, wodurch sich Service-Einsätze vor Ort reduzieren
lassen.
siemens.com/connection
PURE SIGNALS. SMART PROCESSES.
Signaltrenner für optimale Anlagenprozesse
ʑ
ʑ
ʑ
Schutz vor Messwert-Verfälschung durch Erdschleifen
Universelle Signalverwendung in Standard-Steuerung durch Konvertierung in Normsignale
Signalnutzung in mehreren Systemen parallel durch Splitterfunktion
www.pepperl-fuchs.de/signaltrenner
Halle 7A
Stand 338
11 • 2013 • 13
Report
Fachliche Heimat für Betriebsingenieure
Neue Struktur der VDI-GVC bietet Mehrwert für die mehr als 15.000 VDI-Mitglieder
Seit dem 15. Oktober hat die VDI-Gesellschaft für Verfahrenstechnik und
Chemieingenieurwesen (VDI-GVC) ein neues Gesicht und eine neue Struktur
bekommen. Zukünftig besteht die VDI-GVC aus drei Fachbereichen: GVC 01
„Verfahrenstechnische Prozesse“, GVC 02 „Verfahrenstechnische Anlagen“
und GVC 03 „Betrieb verfahrenstechnischer Anlagen“. Letztere soll den Betriebsingenieuren eine fachliche Heimat bieten.
Jahrestreffen der Betriebsingenieure
Das 4. Jahrestreffen der Betriebsingenieure
findet am 22. November 2013 im Mainhaus
Stadthotel Frankfurt im Kolpingsaal statt.
Online-Anmeldung:
www.vdi.de/gvc/bing2013
Weitere Informationen und
die Termine aller Regionalgruppen:
www.vdi.de/gvc/bi
Regionalgruppe Rhein-Ruhr
Das nächste Treffen der Regionalgruppe
Rhein-Ruhr findet im Dezember 2013 bei der
Bayer AG in Leverkusen statt.
In den Fachbereichen GVC 01 „Verfahrenstechnische Prozesse“ und GVC 02 „Verfahrenstechnische Anlagen“ werden die überwiegend wissenschaftlich geprägten Themen
von ProcessNet – der gemeinsamen Initiative
mit Dechema – gebündelt. Der neugegründete Fachbereich GVC 03 „Betrieb verfahrenstechnischer Anlagen“ trägt der Hauptaktivität der VDI-GVC, d. h. der Betreuung der
Betriebsingenieure, Rechnung und gibt dieser Berufsgruppe eine fachliche Heimat. Hier
werden aktuelle, praxisorientierte Themen
aus dem betrieblichen Umfeld behandelt, die
zur Gewährleistung einer sicheren und störungsfreien Produktion in der chemischen Industrie erforderlich sind. Die Betriebsingenieure haben in dem neuen Fachbereich, den
Regionalgruppen und auf den Jahrestreffen
nun die Gelegenheit, Netzwerke zu knüpfen
sowie den regionalen und überregionalen Informationsaustausch für die eigene Praxis zu
nutzen.
14 •
11 • 2013
Themen aus dem betrieblichen Umfeld
Die Unterstützung der Betriebsingenieure ist
eine zentrale Aufgabe der VDI-GVC. Die Informationsplattform für Betriebsingenieure
hat sich dabei als tatkräftige Interessenvertretung und wichtige Fortbildungsinitiative in
den fünf Regionalgruppen Bayerisches Chemiedreieck, Mitteldeutschland, Rhein-Ruhr,
Rhein-Main-Neckar, Westfalen etabliert. Hier
und auf den Jahrestreffen werden aktuelle
Themen aus dem betrieblichen Umfeld diskutiert, Netzwerke geknüpft sowie der regionale
und überregionale Informationsaustausch für
die eigene Praxis genutzt.
„Wir sind gespannt, wie die VDI-Mitglieder
diesen Mehrwert nutzen. Durch die zusätzlich geschaffene Zuordnungsmöglichkeit außerhalb der VDI-GVC können die bisherigen
Leistungen zukünftig z. B. durch kostenlose
Messekarten zur Biotechnica oder zu anderen
Fachmessen der VDI-Gesellschaften erweitert
werden. Im nächsten Jahr werden wir eine
Mitglieder-Befragung durchführen, um die
Zufriedenheit unserer Kunden sowie deren
Bedürfnisse zu erfragen und angemessen reagieren zu können.“, betont Frau Dr. Ljuba
Woppowa, GVC-Geschäftsführerin und Initiatorin der GVC-Umstrukturierung.
Kontakt
www.vdi.de/gvc
Report
Betriebsingenieure sind Garanten für reibungslose Arbeitsabläufe in ihren Betrieben und damit für die chemische Industrie und den Produktionsstandort Deutschland von großer Bedeutung. Zu ihren Verantwortungsbereichen gehören u.a.
Anlagenverfügbarkeit, Instandhaltung sowie Prozess- und Anlagensicherheit. In dieser Reihe beschreiben wir in lockerer
Folge Themen des betrieblichen Alltags und berichten über die regelmäßigen Treffen der Regionalgruppen der Informationsplattform für Betriebsingenieure in der VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (VDI-GVC).
Elektromotoren:
Die chemische Industrie rüstet um –
auch im Sinne des Umweltschutzes
Beim Treffen der Regionalgruppe Rhein-Ruhr
am 27.09.2013 stand der Einsatz energieeffizienter Elektromotoren im Vordergrund. Christoph Lammertz von Lanxess, Leverkusen, berichtete, dass in der deutschen Industrie ca.
35 Mio. Motoren im Einsatz sind. Laut ZVEI
(Zentralverband Elektrotechnik und Elektronikindustrie e. V.) können durch den Austausch
mit Motoren der Energieklasse (International
Efficiency) IE2 mit Frequenzumrichter oder
IE3 bis zu 38 TW/a eingespart werden. Bei
einem Energiepreis von 10 Ct/kWh sind dies
Energiekosten von über 3,8 Mrd. €/a.
Europäische Gesetzgebung
stellt Weichen
Mit der Verordnung 640/EG/2009 vom 22.
Juli 2009 zur Durchführung der EUP-Richtlinie hat die europäische Kommission neue
Anforderungen für Niederspannungsdrehstrommotoren erhoben und die Weichen für
die Marktumstellung auf Energiesparmotoren
gestellt. Die Umstellung erfolgt in drei Stufen:
Stufe 1: Seit 16.06.2011 ist der Mindestwirkungsgrad IE2 im europäischen Wirtschaftsraum verpflichtend. Seitdem dürfen Hersteller
nur noch hocheffiziente NiederspannungsAsynchronmotoren zwischen 0,75 und 375 kW
ausliefern
Stufe 2: Ab Januar 2015 wird der Mindestwirkungsgrad IE3 (Premium-Motoren) für
Leistungen zwischen 7,5 kW und 375 kW verbindlich. Alternativ kann ein IE2-Motor mit
einem Frequenzumrichter eingesetzt werden.
Stufe 3: Zum 01.01.2017 wird der Leistungsbereich auf 0,75 kW bis 375 kW erwei-
tert. Optional besteht die Möglichkeit einen
IE2-Motor mit Umrichter einzusetzen.
Anforderungen und Potenziale
für die chemische Industrie
Explosionsgefahr, aggressive Atmosphäre
und extreme Temperaturen kennzeichnen die
Umgebungsbedingungen in der Chemie und
Petrochemie, sodass Motoren für diese Einsatzgebiete zwar (noch) nicht den genannten
Anforderungen genügen müssen. Viele Hersteller bieten vorausschauend auch bereits für
diese erhöhten Anforderungen explosionsgeschützte Motoren an. Premium-effiziente Motoren haben einen bis zu zehn Prozent höheren
Wirkungsgrad als Standardmotoren. Daraus
ergeben sich ein enormes Energiesparpotenzial sowie niedrigere Betriebskosten auch für den
explosionsgeschützten Bereich der Industrie.
Lanxess und sein Motorenpool-Dienstleister Tectrion verfolgen daher seit Anfang 2013
das Ziel, die Energiekosten für die über 10.000
Niederspannungsmotoren in den deutschen
Produktionsbetrieben durch den Einsatz von
effizienteren Motoren zu reduzieren. Der
Wirkungsgrad für einen durchschnittlichen
Motor mit 10 KW mit IE3 liegt 1,8 %. höher
als bei IE2. Da IE3-Motoren ca. 10 % teurer
als IE2-Motoren sind und die Amortisationszeit bei den aktuellen Energiepreisen bei ca.
1,2 Jahre liegt (bei 6.000 h/a), hat sich Lanxess entschieden, beim Neukauf eines Motors
sofort auf IE3-Motoren umzurüsten. Dies gilt
insbesondere für alle neugebauten Betrieben.
Untersuchungen von Lanxess haben ergeben, dass die Energiekosten zu über 95 % fast
identisch mit den Lebenszykluskosten eines
Motors sind. Ein Austausch funktionierender
Motoren gegen IE2/IE3-Modelle lohnt sich
in den meisten Fällen dagegen wirtschaftlich
nicht. Im Sinne des Umweltschutzes hat sich
Lanxess entschieden, jede anstehende Reparatur vom zuständigen Betriebsingenieur
kritisch zu hinterfragen und eine Umrüstung
auf energiesparende Modelle zu fördern. Falls
die Reparaturkosten 50 % des Anschaffungspreises übersteigen, wird seit April 2013 auf
IE3-Motoren umgerüstet. Lanxess geht davon
aus, dass in den nächsten zwei bis drei Jahren die meisten Standardmotoren im Tectrion-Motorenpool IE3-Motoren sein werden.
Nach der vollständigen Implementierung der
IE3-Motoren werden mehrere Millionen und
schätzungsweise 20.000 t CO2-Emissionen in
ca. 10 Jahren eingespart.
Umrüstung technisch nicht
immer möglich
Bei der Umrüstung auf IE2/IE3-Motoren ist zu
beachten, dass energieeffiziente Motoren eine
andere Geometrie aufweisen können. Die Energieeffizienz geht immer mit einem höheren Materialeinsatz einher, die sich in Baugrößenänderungen in Länge, Höhe und auch Achshöhe
auswirken. In vielen Fällen lassen sich diese
Baugrößenveränderungen ausgleichen, eine
Veränderung in der Achshöhe ist jedoch nicht
zu korrigieren. Auch ein größerer Anlaufstrom
und Belastungen der Sicherungen müssen bei
der Umrüstung auf die energieeffizienten aber
schwereren Motoren berücksichtigt werden.
Hier besteht zukünftig ein wichtiger Nischenmarkt, wenn große Spezialpumpen
nach ca. 30 Jahren Lebensdauer nicht mehr
reparabel sind.
Kontakt
Regionalgruppe Rhein-Ruhr
Christian Poppe, Bayer Material Sciences,
Dormagen
[email protected]
11 • 2013 • 15
Forschung & Entwicklung
Fouling unter der Lupe
Fouling ist ein schwerwiegendes
Problem in der Lebensmittel- und
insbesondere der Milchindustrie, da es die Produktqualität vermindert und die Kosten erhöht.
Mithilfe einer Kombination von
Ultraschallmessungen und Mustererkennungsmethoden
lässt
sich Milchfouling verfolgen und
der Reinigungsfortschritt beobachten. Das System soll so die
Reinigung eines verschmutzten
Wärmetauschers online verfolgen
und den Zustand „sauber“ anzeigen. Um die neue Methode zu
Positive Ökobilanz
testen, wurden Ultraschallmessungen mit Mustererkennungsmethoden in einem eigens konstruierten planaren Wärmetauscher
kombiniert. Zudem wurde ein
Standardversuch entwickelt, mit
dem sich Fouling reproduzierbar
herstellen und abreinigen ließ.
Kontakt
DOI: 10.1002/cite.201200165
Eva Wallhäußer,
Technische Universität München, Freising
[email protected]
Öle gegen Klebriges
Klebende Verunreinigungen, sogenannte Stickies, stellen ein erhebliches Problem beim Altpapierrecycling dar und führen zu
Ablagerungen an Maschinenteilen, Produktionsausfällen und
steigenden Ausschussanteilen.
Ein neuer Prozess soll Stickies
mithilfe von Pflanzenölen oder
Ölsäure aus der Faserstoffsuspension entfernen. In einer Studie konnte gezeigt werden, dass
das neue Verfahren einen sehr
hohen Trenngrad für klebende Verunreinigungen aufweist,
Kontakt
DOI: 10.1002/cite.201200124
Christian Ewald, TU Darmstadt
[email protected]
von Öl in Wasser bzw. von Wasser in Öl, so dass die zu messenden Konzentrationen nahe an
der Nachweisgrenze von analytischen Standardmethoden liegen.
Die Methode basiert auf einer
Hochdruckflüssigkeitschromatographie und zwei Verfahren der
Karl-Fischer-Titration.
Kontakt
DOI: 10.1002/cite.201300034
Sabine Enders, TU Berlin
[email protected]
Die Meldungen mit DOI (Digital Object Identifier) auf dieser Seite beruhen auf
wissenschaftlichen Orginalarbeiten, die in voller Länge in der Ausgabe 10/2013
der Chemie Ingenieur Technik, Wiley-VCH, Weinheim, erschienen sind.
16 •
11 • 2013
nicht der Fall ist, sondern dass die
Reduzierung der Lösemittelemissionen ein positiver Nebeneffekt
der für den Lackierprozess sowieso notwendigen Wärmeerzeugung ist. Zudem ergab die Studie,
dass die Methodik der Ökobilanzierung auf Teile einer Automobillackierung anwendbar ist.
Kontakt
DOI: 10.1002/cite.2012000084
Roman Meininghaus, Volkswagen AG,
Wolfsburg
[email protected]
Laserschweißen
dieser jedoch abhängig von den
jeweiligen
Oberflächeneigenschaften der Störstoffe ist. Der
Trennprozess ließ sich problemlos auf einen kontinuierlichen
Prozess übertragen. Um bei der
Papierherstellung störendes Restöl zu entfernen, eignet sich eine
Flotation.
Analytik für Tensid/Wasser/Olefin
Für die Verfahrensentwicklung in
einer kontinuierlichen Miniplant
zur Hydroformylierung langkettiger Alkene in tensidhaltigen
Systemen konnte eine schnelle und dennoch genaue Analytik zur Bestimmung von Phasengleichgewichten entwickelt
werden. In diesem Stoffsystem
treten diverse Zwei- und Dreiphasenzustände auf und es muss
über einen großen Temperaturbereich gemessen werden. Die Herausforderung bestand einerseits
in der sehr geringen Löslichkeit
Die in der Automobillackierung
bei der Applikation des Unterbodenschutzes entstehende lösemittelhaltige Abluft wird meist
mit erdgasbetriebenen thermischen
Nachverbrennungsanlagen gereinigt. Die Abwärme
kann im Lackierprozess genutzt
werden. Allerdings entstehen
dabei neue Emissionen, wie CO2,
CO und NOx. In einer ökobilanziellen Betrachtung wurde untersucht, ob eine Verschiebung
von Umweltauswirkungen stattfindet. Anhand von Beispielen
konnte gezeigt werden, dass dies
Lasermaterialbearbeitung ist eine
stark wachsende Technologie, die
ständig neue Anwendungsfelder
erschließt. Aufgrund der konzentrierten Wärmeeinbringung und
der dadurch erzielbaren hohen
Geschwindigkeiten bleibt die
Wärmeeinflusszone an den Bauteilen eng begrenzt, so dass unerwünschte Materialveränderungen weitgehend vermieden
werden. Selbst Stapel dünner Bleche, wie z. B. für Brennstoffzellen
oder mikroverfahrenstechnische
Apparate erforderlich, können
mit dem Laser prozesssicher und
verzugsarm verschweißt werden.
In einer Studie wurde das Fügen
eines Multilagen-Blechstapels
aus mikrostrukturierten Blechen
untersucht. Mittlerweile wurde
das so hergestellte komplexe Reaktormodul im industriellen Einsatz erfolgreich getestet.
Kontakt
DOI: 10.1002/cite.201200181
Thomas Gietzelt,
Karlsruhe Institut für Technologie
[email protected]
Kristallisationskaskade im Gegenstrom
Für die Produktion hochreiner
Pharmaka ist die Kristallisation einer der wichtigsten thermischen Trennprozesse. Bei komplexen Verunreinigungen, die in
der festen Phase partiell mit der
Zielkomponente mischbar sein
können, kann die gewünschte
Reinheit nicht innerhalb einer
Trennstufe erzielt werden. Die
fraktionierende Kristallisation
kann hier eine Alternative darstellen. Durch den ausschließlichen Transport flüssiger Phasen
kann dieser Prozess automatisch
betrieben, ein Gegenstrom zwischen den Phasen hergestellt und
dadurch die Effizienz der fraktio-
nierenden Kristallisation deutlich
gesteigert werden. Das Verfahren
wurde anhand der Aufreinigung
des Steroids Levonorgestrel in
einer fünfstufigen Gegenstromkristallisationskaskade erfolgreich getestet. Massenbilanzen
wurden erstellt, mit denen sich
der Transport innerhalb der Anlage mathematisch beschreiben
lässt.
Kontakt
DOI: 10.1002/cite.201200244
Erik Temmel, Max-Planck-Institut für
Dynamik komplexer technischer Systeme,
Magdeburg
[email protected]
Geräteschutzschalter-Boards: Bis zu fünf Verbraucher je Schutzpfad
Schutzschalter erhöhen in fast allen
Branchen die Verfügbarkeit. Bei einem
neuartigen Geräteschutzschalter-Board
ist die Fernmeldung in zwei Gruppen
aufgeteilt – das ganze Board kann über
einen oder zwei SPS-Eingänge überwacht werden. Phoenix Contact bietet
damit eine Systemlösung, die auf
unterschiedliche Applikationen zugeschnitten werden kann.
tact
ix Con
Phoen
r
auf de
es
C/Driv 0
SPS/IP
32
d
n
0, Sta
Halle 1 und
310
, Stand
Halle 9
Kontakt
Phoenix Contact GmbH & Co. KG,
Blomberg
Tel.: +49 5235 3 41157
[email protected]
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Weitere Themen
▪▪ Neue Gehäuse-Anforderungen
beim Explosionsschutz
S. 21
▪▪ Destillationskolonne: Auch
Duplexstähle können korrodieren
S. 23
11 • 2013 • 17
Geräteschutzschalter-Boards: Bis zu fünf Verbraucher je Schutzpfad
Schutzschalter erhöhen in fast allen
Branchen die Verfügbarkeit. Bei einem
neuartigen Geräteschutzschalter-Board
ist die Fernmeldung in zwei Gruppen
aufgeteilt – das ganze Board kann
über einen oder zwei SPS-Eingänge
überwacht werden.
Peter Ketler,
Produkt-Manager Netzund Signal-Qualität Trabtech,
Phoenix Contact
Aus Applikationen, die sich über die Jahre
im Markt gefestigt haben, kann man viel lernen – auch im Hinblick auf Installationsfreundlichkeit und Platzersparnis. Dabei
sollten zu schützende Verbrauchergruppen
optimal aufeinander abgestimmt werden,
um eine ausreichende Verfügbarkeit zu ermöglichen. Im Fehlerfall sollte eine gezielte Abschaltung erfolgen, und weitere Anlagenteile sollten davon nicht beeinträchtigt
werden.
Thermomagnetische
Schutzschalter lösen sofort aus
Wenn ein Hersteller einen neuen Standard am
Markt etablieren möchte, muss er seinen Kunden die Vorzüge deutlich machen können:
Platzersparnis, Reduzierung der Installationszeit und integrierte Potentialverteilung
sind Argumente, für die der Anlagenbauer
stets ein offenes Ohr hat. In der Praxis wird
18 •
11 • 2013
Abb. 1: Schutz für jeden Verbraucher – Schutzschalter schützen Leitungen und Geräte
wirkungsvoll und z uverlässig vor Überlastung und Kurzschluss
der Schutz von Anlagen und Verbrauchern
immer nach dem gleichen Schema konzipiert
(Abb. 2).
Die Anzahl der zu schützenden Verbraucher oder Verbrauchergruppen variiert jedoch von Anlage zu Anlage. Der Standardaufbau ist primärseitig in der Regel mit
230 – 400 V AC ausgestattet. Über 24 V-DCSchaltnetzteile, die in den meisten Fällen mit
10 – 40 A dimensioniert werden, werden die
verschiedenen Sensoren und Aktoren eingespeist. In Großanlagen werden auch mehrere
Netzteile verbaut, um die erforderliche Energie bereitzustellen. Schließlich soll eine Anlage nach Möglichkeit ohne Unterbrechung
laufen.
Mit eingeplanten Reserven zwischen 20
und 50 % werden künftige Anlagenerweiterungen bereits in der Planungsphase berücksichtigt. Diese Reserven dienen auch
dem Schutz im Fehlerfall, nur so können entsprechend hohe Auslöseströme fließen. Hier
kommen zum Beispiel thermomagnetische
Schutzschalter zum Einsatz, die im Fehlerfall sofort auslösen. Die anderen Anlagenteile
laufen dann störungsfrei weiter.
Andere Anlagenteile vor
dem Stillstand schützen
Die Absicherung besteht aus mehreren Kanälen,
welche die Verbraucher in der Anlage schützen.
Um eine selektive Absicherung aufzubauen,
werden einzelne Geräte meist separat geschützt.
Allerdings werden – wohl aus wirtschaftlichen
Erwägungen heraus – Gerätegruppen auch gemeinsam abgesichert. Das macht aus Anlagensicht durchaus Sinn - wenn der Betrieb der einzelnen Verbraucher in der Gruppe voneinander
abhängig ist. Der Nennstrom der Geräte sollte
etwa auf demselben Niveau liegen, damit ein
geeigneter Schutzschalter ausgewählt werden
kann. Fällt ein Gerät in der Gruppe aus, kommt
es zur Abschaltung der Gruppe. Andere Gruppen arbeiten ohne Unterbrechung weiter.
Abb. 2: Typischer Aufbau einer zeitgemäßen Potenzialverteilung – über elektronische,
thermomagnetische und thermische Schutzschalter werden Verbraucher selektiv abgesichert
Die thermomagnetischen Geräteschutzschalter lösen im Fall einer Überlast mechanisch mit
Hilfe eines Bimetalls verzögert aus. Dabei wird
von einer thermischen Abschaltung gesprochen. Kommt es im Fehlerfall zu einem Kurzschluss, erfolgt mittels einer Magnetspule eine
sofortige Abschaltung des geschützten Gerätes oder sogar des Anlagenbereichs, um weitere Bereiche vor dem Stillstand zu schützen. Es
werden drei unterschiedliche Kennlinien angeboten, die auf unterschiedliche Verbraucher abgestimmt sind. Jeder Geräteschutzschalter bietet einen potenzialfreien Wechslerkontakt und
trennt den Schutzpfad galvanisch – bei manueller Abschaltung sowie im Fehlerfall.
Spezifische Kennlinien
Drei Kennlinien bieten für unterschiedliche
Verbraucher den passenden Schutz:
▪▪ Die flinke F1-Kennlinie dient dem Schutz
von Geräten mit geringem Einschaltstrom
▪▪ Die SFB-Kennlinie ist eine optimierte
C‑Kennlinie, die zum Schutz von Geräten mit höherem Einschaltstrom konzipiert
wurde. Diese Kennlinie wurde entwickelt,
um den fließenden Fehlerstrom zu verringern und längere Leitungswege zu ermöglichen – und dennoch für eine sichere Auslösung zu sorgen.
▪▪ Die mittelträge M1-Kennlinie sorgt für eine
noch trägere Auslösung, sie wird bei Geräten mit lang anhaltenden hohen Einschaltströmen eingesetzt.
Mit den neuen Geräteschutzschalter-Boards
bietet Phoenix Contact nun eine Lösung für
den Serienmaschinenbau und die Prozesstechnik (Abb. 3). Die Boards sind kompatibel mit
den neuen thermomagnetischen Geräteschutzschaltern der Produktfamilie CB. Über eine
zentrale Einspeisung von bis zu 60 A wird das
Board ohne großen Aufwand eingespeist. Dank
der Leiterbahnen kann auf eine Brückung verzichtet werden. Zunächst werden drei Varianten angeboten – mit 4, 8 und 12 Kanälen. Dabei
handelt es sich um Platinen-Lösungen, die für
die Aufnahme der thermomagnetischen Geräteschutzschalter vorgesehen sind. Somit werden vier bis zwölf Kanäle vor den Folgen von
Überlast- und Kurzschlussströmen geschützt.
Hinter den geschützten Ausgängen der
Schutzschalter befinden sich steckbare Platinen-Klemmen mit Push-in-Anschlusstechnik
– damit kann die Installationszeit erheblich
reduziert werden. Je Schutzpfad gibt es fünf
Anschlussklemmen für den geschützten PlusPol sowie fünf für den Minus-Pol. Auf diese
Weise erfolgt eine schnelle und unkomplizierte Potenzialverteilung. Jeder Schutzpfad bietet
somit die Möglichkeit, eine Gruppe von fünf
Verbrauchern mit Plus und Minus zu versorgen, ohne dabei Klemmstützpunkte zu setzen.
Standardisierte Serienschaltanlagen
Mit Hilfe der integrierten Gruppensignalisierung werden alle Schutzschalter überwacht.
Wird ein Schutzschalter im Falle eines Fehlers
ausgelöst, wird der Signalkreis unterbrochen
und eine Meldung kann weiterverarbeitet
werden. Die Gruppen lassen sich zur schnelleren Fehlerlokalisierung in zwei gleichgroße
Signalgruppen aufteilen.
Werden anstelle der sonst üblichen Technik nun Geräteschutzschalter-Boards eingesetzt, spart man durch die geringe Baubreite
viel Platz. Außerdem wird deutlich weniger
Zubehör und Installationszeit benötigt, um
die Verbraucher einer Maschine zu schützen.
Die Anpassung der einzelnen Strompfade ist
schnell umgesetzt – der Schutzschalter wird
einfach gezogen und durch den passenden
Abb. 3: Beim 8kanaligen Geräteschutzschalter-Board
können bis zu fünf Verbraucher je Kanal mit Plus und
Minus versorgt werden: zentrale Einspeisung (links
unten) sowie steckbare Potenzialverteilungsklemmen
(rechts)
Stromwert und durch die Kennlinie ersetzt.
Serienschaltanlagen können noch einfacher
und weiter standardisiert werden. Phoenix Contact bietet mit den Geräteschutzschalter-Boards
eine Systemlösung, die auf unterschiedliche
Applikationen zugeschnitten werden kann.
Auch die Kanalzahl und die Umsetzung der
Fernmeldung kann nach Belieben angepasst
werden. Die erstellten Boards können jederzeit
als Standardartikel bestellt werden.
Geräteschutzschalter-Boards
Typischerweise kommen Geräteschutzschalter
in 24-V-DC-Schaltanlagen zum Einsatz. Dort
schützen sie Leitungen und Geräte wirkungsvoll und zuverlässig vor Überlastung und
Kurzschluss. Auf diese Weise wird weiteren
Beschädigungen vorgebeugt – der Produktionsprozess muss nicht unterbrochen werden.
Der ideale Schutz wird erreicht, wenn Verbraucher den passenden Schutzschalter vorgeschaltet bekommen. So kann sofort erkannt
werden, in welchen Anlagenteil sich der Fehler befindet, und die Instandsetzung kann sofort in Angriff genommen werden. Wenn weniger kritische Anlagenteile geschützt werden
sollen, können Verbrauchergruppen auch gemeinsam abgesichert werden. Mit dem Geräteschutzschalter-Board werden Anlagen
schnell und einfach geschützt – bei geringer
Baubreite und integrierter Potenzialverteilung. Damit sind Geräteschutzschalter-Boards
für den Einsatz im Serienmaschinenbau oder
in der Prozesstechnik prädestiniert.
Kontakt
Berni Lörwald
Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg
Tel.: +49 5235 3 41157
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11 • 2013 • 19
© BASF
Implementierung vorangetrieben
Sicherheitstechnische Systeme werden in Europa stärker nachgefragt
Laut einer aktuellen Studie von Frost & Sullivan erwirtschaftete der Europamarkt für sicherheitstechnische Systeme (engl.
Safety Instrumented Systems; SISs) im Jahr 2012 einen Umsatz von 510,1 Mio. US-$. Dieser wird voraussichtlich bis zum
Jahr 2017 auf 665,4 Mio. US-$ anwachsen.
Eine höhere Produktionskapazität macht die
intensivere Kontrolle des Prozesses erforderlich, insbesondere in Bezug auf Effizienz und
Sicherheit. Mithilfe von SISs können Anwender den Zustand ihrer Betriebsanlagen kontrollieren und den Prozess herunterfahren,
falls Verstöße gegen voreingestellte Bedingungen gemeldet werden.
Bewusstseinswandel
In Bezug auf Sicherheit am Arbeitsplatz hat
sich bei den Herstellern ein deutlicher Bewusstseinswandel eingestellt, und die Implementierung von Sicherheitslösungen und
Prävention arbeitsbedingter Verletzungen
wird als wirtschaftlicher als die Begleichung
anfallender Kosten für rechtliche Schritte und
Krankenhausaufenthalte betrachtet. Die Hersteller wissen zudem, dass SISs ihnen helfen
werden, Ausfallzeiten zu reduzieren und Umweltschutzvorschriften einzuhalten.
„Moderne SISs sind zuverlässig, aufgrund
ihrer modularen Bauweise leicht zu erweitern und können problemlos in andere Steuerungssysteme integriert werden“, sagt Frost
& Sullivan Industrial Automation & Process
20 •
11 • 2013
Control Research Manager, Sivakumar Narayanaswamy. „Aufgrund ihrer technologischen Ausgereiftheit wird die Nachfrage nicht
nur bei den bisher zurückhaltend agierenden
Endnutzern steigen, sondern auch bei denjenigen, die mit ihren installierten SISs unzufrieden sind.“
Ansporn für die Endanwender
Mittlerweile hat die Veröffentlichung der IECNormen 61508 und 61511 für erhöhte Aufklärung bei den Endanwendern gesorgt, was die
Vorteile bei der Durchführung einer Risikoanalyse anbetrifft. Die Leitlinien für die Gefahrenbewertung und Planung eines Sicherheitsmanagements sind ein Ansporn für die
Endanwender, mehr Verantwortung für die
Sicherheitsbelange ihrer Mitarbeiter und Anlagen zu übernehmen und strenge Analysen
durchzuführen, um potenzielle Betriebsausfälle zu vermeiden.
Trotz dieser offensichtlichen Vorteile neigen manche Prozess- und Fertigungsindustrien in Südeuropa dazu, die industrielle Automatisierungstechnik einschließlich SISs als
einen unwichtigen Kostenaufwand zu be-
trachten. In einer Zeit, in der die Anwender
die Betriebs- und Wartungskosten reduzieren
wollen, investieren sie nur widerstrebend in
neue Technologien, die zusätzlichen Service
und Support von den Anbietern erfordern.
„Die SISs-Anbieter müssen sich auf Regionen konzentrieren, die von der wirtschaftlichen Krise der Eurozone weniger betroffen
sind“, schließt Narayanaswamy. „Aufgrund
deren hoher Wachstumspotenziale tun sie gut
daran, die Beneluxländer, Mittel- und Osteuropa und Skandinavien zum Ziel ihrer Aktivitäten zu machen.“
Die Studie Analysis of European Safety Instrumented Systems Market ist Bestandteil
des Growth Partnership Service Programms
Industrial Automation & Process Control, das
außerdem Analysen zu den folgenden Bereichen umfasst: European packaging machinery market and global pump services, flux
cored wires and digital manufacturing markets.
Kontakt
www.frost.com
www.industrialautomation.frost.com
Veränderte Normen
Explosionsschutz DIN EN 60079-0:2012 – Neue Gehäuse-Anforderungen
© andrewburgess/fotolia.de
Viele Anwender fordern von den
Herstellern, dass die neu gelieferten
Geräte dem aktuellen Normenstand
entsprechen. Für Hersteller ist die Tatsache der kürzeren Normenzyklen
eine Herausforderung, der Aufwand
bei der Zertifizierung ist hoch, die
Betriebsmittel stets nach aktuellem
Normenstand anzubieten. Dieser Beitrag kann das Studium der jeweils
gültigen Norm zwar nicht ersetzen, er
verschafft aber einen Überblick über
ausgewählte, veränderte Norm-Anforderungen.
Dipl.-Ing. Thomas Menze,
SPPC Partner und Dozent
für Prozesstechnik an der
University Of Cooperative
Education, Dresden
Gehäuse und Gehäuseteile werden in der
Richtlinie 94/9/EG neu bewertet. Zu den Gehäuseteilen zählen auch Kabeleinführungen
und Steckverbinder. In der neuen GrundNorm-Explosionsschutz EN 60079-0:2012
erfolgte eine Klarstellung einiger Begriffe, die
zur Aufrechterhaltung des Explosionsschutzes unmittelbar entscheidend sind. Insgesamt
hat sich der Normenzyklus solcher Änderungen in der letzten Zeit verkürzt.
Prüfungen von Gehäusen
Die Tests von Gehäusen sind in der Norm
genau definiert. Die Reihenfolge der Prüfungen an metallischen Gehäusen wird ist in der
nachstehenden Reihenfolge gefordert:
▪▪ Prüfungen für die Schlagfestigkeit,
▪▪ ggf. eine Fallprüfung,
▪▪ Prüfungen der IP-Schutzart,
▪▪ daran anschließend die Prüfungen
für die betreffende Zündschutzart.
Nichtmetallische Gehäuse werden vor
ab zusätzlich einen Klimaeinlagerung
(Wärme/Kälte) unterzogen. Danach erfolgen die mechanischen Tests, analog wie bei
den metallischen Gehäusen. In der Dokumentation zur Prüfung müssen außerdem
auch die Werkstoffe und das Herstellungsverfahren der Gehäuses spezifiziert werden.
Dichtungsmaterialien sind häufig Elastomere. Für diese Elastomere werden u.a. folgende Angaben gefordert:
▪▪ den Namen oder das registrierte Markenzeichen des Elastomer-Herstellers
▪▪ die Werkstoffe-Zusammensetzung,
▪▪ die Dauergebrauchstemperatur.
Elektrostatische Aufladung
Gehäuseöffnungen
Sind im Gehäuse Öffnungen vorgesehen, die
zu Installation oder Wartung verwendet werden, dann müssen diese Gehäuseöffnungen
die nachfolgenden Anforderungen Norm erfüllen. Deckel-Dichtungen sollen an einer der
beiden einander berührenden Seiten befestigt
sein, um Verlust oder Beschädigung der Dichtung zu verhindern. Der Dichtungswerkstoff
darf nicht von selbst an der anderen Spaltseite haften.
Die elektrischen Geräte müssen so konstruiert
sein, dass im Betrieb eine Gefährdung durch
Zündung, verursacht durch elektrostatische
Aufladungen vermieden wird. Diese Anforderung kann z. B. durch durch Einhaltung einer
der nachstehenden Bedingungen erfüllt werden:
▪▪ das der Oberflächenwiderstand unterhalb
einen Maximalwert gehalten wird,
▪▪ die Begrenzung der Oberfläche,
von nichtmetallischen Gehäuseteilen,
▪▪ durch Aufbringen einer leitfähigen
Beschichtung.
11 • 2013 • 21
Anforderungen an Kabel- und
Leitungseinführungen
Für die Kabel und Leitungseinführungen
(KLE) sind das die Klemmvorrichtungen,
das Druckteil sowie der Dichtungsring. Die
präzisierten Definitionen in der Norm lauten:
▪▪ Kabel- und Leitungs
durchführungseinrichtung
Einführungseinrichtung, vorgesehen
für ein oder mehrere Kabel und Leitungen, mit einer Abdichtung.
▪▪ Klemmvorrichtung
Element einer Kabel- oder. Leitungseinführung, mit dessen Hilfe verhindert werden soll, dass Dehnungen und Drehungen
des Kabels oder der Leitung auf die Anschlussteile übertragen werden
▪▪ Druckteil
Element einer Kabel- oder Leitungseinführung, das so auf den Dichtungsring
einwirkt, dass dieser seine Funktion erfüllen kann.
▪▪ Dichtungsring
Ring einer Kabel- und Leitungseinführung, um die Dichtheit zwischen der
Kabel- und Leitungseinführung und dem
Kabel sicherzustellen.
KLE dürfen die Zündschutzart des Gerätes in
das diese eingebaut werden, nicht aufheben
oder schwächen. Die KLE sollen durch eine
Klemmverbindung des Kabels sicherstellen,
dass Zug- oder Drehbewegungen nicht auf
die Kabelanschlüsse einwirken.
Zum Nachweis dieser Eigenschaften werden die KLE einer Typprüfung unterzogen.
Mit der vollständig montierten KLE wird zunächst einer Wärmebeständigkeitsprüfung
durchgeführt. In der Regel beträgt die maximale Temperatur 75 °C. Zur Prüfung wird
ein Metall-Dorn (Oberflächenrauheit 1,6 µm)
in die KLE montiert, der Dorn-Durchmesser
entspricht dem kleinsten Kabeldurchmesser.
Der Dichtungsring soll nun das Verrutschen
des montierten Dorns verhindern, wenn die
von außen horizontal wirkende Kraft in Newton den 20-fachen Wert des Dorn-Durchmessers erreicht.
Danach folgt eine Zugprüfung. Das thermisch konditionierte Muster der Typprüfung muss einer konstanten Zugkraft über
6 h ausgesetzt werden. Dieser Überprüfung
findet bei Raumtemperatur statt. Die interne
Befestigung durch den Dichtungsring gilt als
ausreichend, wenn das Verrutschen des montierten Dorns weniger als 6 mm beträgt. Nach
diesen Prüfungen finden sind weitere Über-
22 •
11 • 2013
Kommentar zur Normensituation im Explosionsschutz
Prof. Dr.-Ing.
Ulrich Johannsmeyer,
Leiter des Fachbereichs
„System- und Eigensicherheit“ und des Zertifizierungssektors Explosionsschutz der
Physikalisch-Technischen
Bundesanstalt Braunschweig
Für den neutralen Betrachter erscheint die Normenlandschaft im Explosionsschutz in den letzten Jahren sehr
dynamisch. Es könnte dabei der Eindruck entstehen,
dass durch sicherheitstechnische Mängel der früheren
Normenausgaben ein dringender Handlungsbedarf
entstanden war. Eine Rückschau in die Normungsgeschichte von Cenelec TC 31 und IEC TC 31 führt jedoch
zu der Einschätzung, dass nur äußerst selten nachträglich bekannt gewordene Sicherheitsmängel die Revision
einer Norm ausgelöst haben.
Trotzdem verstärkt das Verfahren der Zurückziehung
einer Norm durch die Normungsorganisationen bzw. im Amtsblatt der EU bei den Marktteilnehmern
den Eindruck, dass die zurückgezogenen Normen nicht mehr die Anforderungen der Richtlinie 94/9/
EG erfüllen. Dieser Eindruck ist jedoch irreführend. Insbesondere die Integrität und Bewahrung der
allgemeinen Schutzkonzepte für explosionsgeschützte Betriebsmittel bewirkt, dass die Fortentwicklung
der Normung nicht notwendigerweise die sicherheitsbezogenen Fragen berührt, sondern vorwiegend
redaktionelle Fragen, strukturelle Änderungen der Normen, die Pflege der technischen Anforderungen
und die Integration neuer Produkttechnologien in die bestehenden Schutzkonzepte. So ist z. B. durch
die Zusammenführung der bisher jeweils getrennten Normen für Gase/Dämpfe und für Stäube die
Notwendigkeit der kompletten Neustrukturierung entstanden. Für Elastomere sind in der IEC/EN
60079-0 seit der vorletzten Fassung neue klarer gefasste Anforderungen enthalten, da bis dahin die
Prüfstellen weltweit unterschiedliche Interpretationen zu den Prüfverfahren angewandt hatten.
Künftig wird die Frequenz zum Erscheinen neuer Normen bei IEC und EN wieder auf mindestens 5
Jahre gestreckt. Die IEC hat zusätzlich ein formales Verfahren eingeführt, nach dem die Bearbeitung
einer neuen Normenfassung schlüssig begründet werden und auch von der Mehrheit der nationalen
Komitees akzeptiert werden muss. Es ist deshalb in der Zukunft zu erwarten, dass die Normungsaktivitäten wieder mit größeren Zeitkonstanten ablaufen werden.
prüfungen der mechanischen Festigkeit der
KLE nötig. Die Details sind in der EN 600790:2012 dokumentiert.
Ex-Kennzeichnung
Es ist selbstverständlich, dass das Kennzeichnungssystem nur auf elektrische Geräte oder
Bauteile angewendet wird, welche die Norm,
für die jeweilige Zündschutzart erfüllen. Das
elektrische Gerät muss deutlich lesbar auf
dem Hauptteil an der Außenseite des Gehäuses gekennzeichnet sein und diese Kennzeichnung muss vor der Installation des Gerätes lesbar sein
Die Anforderungen an das Typenschild,
sowie die notwendigen Angaben auf dem Typenschild sind ebenfalls vorgegeben. Die ExKennzeichnung soll u. a. die folgenden Angaben enthalten:
▪▪ den Herstellernamen oder sein
Warenzeichen,
▪▪ die Typenbezeichnung des Gerätes;,
▪▪ eine Seriennummer,
▪▪ den Namen der Stelle, die das Zertifikat
ausgestellt hat,
▪▪ ggf. besondere Bedingungen,
▪▪ die entsprechende Ex-Kennzeichnung für
Gas- oder Staubatmosphäre.
Verantwortung für die Kennzeichnung
Durch Anbringen der Kennzeichnung auf
dem Gerät bestätigt der Hersteller in eigener Verantwortung, dass seine elektrischen
Gerät in Übereinstimmung mit den im Hinblick auf die Sicherheit zutreffenden Anforderungen der einschlägigen Normen gebaut
wurde, und die Überwachungen und Stückprüfungen erfolgreich abgeschlossen wurde
und das Erzeugnis mit der Dokumentation
übereinstimmt.
Kontakt
Thomas Menze
SPPC GmbH, Stuttgart
Tel.: +49 2301 944 204
[email protected]
www.sppc-group.com
Werkstoffe mit Empfehlungsschreiben?
Destillationskolonne: Auch als besonders beständig eingestufte Duplexstähle können korrodieren
Die Wahl des richtigen Werkstoffs ist
entscheidend, wenn daraus Komponenten für Chemieanlagen entstehen.
Teils hochkorrosive Betriebsmedien
und -umgebungen stellen hier hohe
Anforderungen. TÜV Süd Chemie Service zeigt am Beispiel einer Destillationskolonne, dass in bestimmten Fällen
selbst die als besonders beständig
eingestuften Duplexstähle korrodieren
können.
Sichere Anlagen mit hoher Verfügbarkeit
verlangen nach besonders widerstandsfähigen Werkstoffen – doch das allein genügt
nicht. Die Werkstoffe müssen auf den spezifischen Einsatzzweck abgestimmt sein, weiter
sollte der Zustand der Komponenten regelmäßig kontrolliert werden. Im Vorfeld sind
Korrosionsversuche und später, im Falle von
Ausfällen, sorgfältige Schadensanalysen ein
wichtiges Hilfsmittel, um eine Werkstoffempfehlung für eine zu planende oder eine auszutauschende Komponente geben zu können.
Schadensauslöser: saure
Chlorid-Lösung mit Zusätzen
In einer Chemieanlage ist eine Destillationskolonne nach zehn Jahren kontinuierlichen
Betriebs ausgefallen. Von Korrosion betroffen
waren verschiedene Bereiche der Zarge, die
im Schadensbild unterschiedlich stark ausgeprägt waren – am stärksten im Sumpf der
Kolonne. Ausgelöst wurde der Schaden durch
das Medium im Sumpf der Anlage: eine saure,
sauerstofffreie, wässrige Chlorid-Lösung mit
stark oxidierenden Zusätzen. Die Temperatur
der Lösung betrug im unteren Teil der Kolonne 125 °C und im oberen Teil noch etwa 90 °C.
Gefertigt war die Anlage aus rostfreiem, austenitischem Stahl (1.4571, Titan stabilisiert).
Die damals Verantwortlichen sollten einen
alternativen Werkstoff finden, der widerstandsfähiger gegenüber Korrosionsangrif-
Dr. Helga Leonhard,
Werkstoffexpertin Materials
Eng. & Testing, TÜV Süd
Dr. Gernot Grötsch,
Werkstoffexperte Materials
Eng. & Testing, TÜV Süd
Abb. 1: Kolonne
fen war. Um die spezifischen Anforderungen
des Einsatzzwecks und ihre Auswirkungen
zu ermitteln, wurden verschiedenste Laboruntersuchungen vorgenommen. Duplexstahl
(1.4462) stellte sich als geeignet heraus. Die
jeweiligen Komponenten wurden aus diesem Werkstoff nachgefertigt. Um die Widerstandsfähigkeit gegenüber Korrosionsangriffen noch weiter zu verstärken, wurde die
Oberfläche der Innenwand zusätzlich gezielt
abtragend gebeizt.
Auf Spurensuche
beim Anlagen-Shutdown
Nach Inbetriebnahme wurde die Destillationskolonne in den Folgejahren bei jedem
Shut-Down zur Wartung auch auf Korrosion untersucht. Nach fünf Jahren gab es einen
ersten Positivbefund. Die Innenoberfläche
im Sumpf zeigte muldenförmige Löcher und
die Schweißnaht grabenartige Anfressungen.
TÜV Süd-Experten untersuchten daraufhin
die Beständigkeit des Werkstoffes elektrochemisch. Die Chlorid-Lösung diente als Testmedium. Das Ergebnis: Bereits bei 90 °C bestand
eine hohe Wahrscheinlichkeit für Lochkorrosion. Unter Betriebsbedingungen betrug die
Temperatur der Chlorid-Lösung im Sumpf
sogar 125 °C.
Um Aussagen über ein mögliches Korrosionswachstum treffen und dokumentieren zu
können, wurde die Ausdehnung der Löcher
in ausgewählten Oberflächenbereichen auf
Folie übertragen und über die Jahre verglichen. Auch ein mögliches Fortschreiten der
Korrosion in die Tiefe wurde gemessen und
kontrolliert. Die Dokumentation deutete auf
einmalige und stagnierende Lochkorrosion
hin, da sich weder neue Löcher gebildet, noch
bestehende vertieft hatten. Im Gegensatz zu
Spannungsrisskorrosion ist Lochkorrosion
bis zu einem gewissen Grad tolerierbar.
11 • 2013 • 23
Abb. 3: Lochfraß im Blechwerkstoff.
Abb. 2: Gefüge des Duplexstahls (3D), Walzebene oben. Hell: Austenit. Dunkel: Ferrit.
Abb. 4: Angriff in der Zargenlängsnaht.
Titan ersetzt Duplexstahl
nach Laboranalyse
Nach vier weiteren Jahren fand im Vorfeld
einer Druckprüfung zusätzlich eine genauere Untersuchung statt. Ein Farbeindringtest
bei einigen der grabenartigen Anfressungen
an der Bodenrund- und-längsnaht blieb ohne
klaren Befund. Deshalb wurde die Oberfläche der Schweißnaht vorsichtig abgeschliffen. Der Farbeindringtest deckte nun auf, dass
Risse in der Naht vorlagen. Diese hatten fast
die gesamte Wand durchdrungen. Herausgetrennte Stücke wurden im Labor metallografisch untersucht. Die dabei festgestellte Spannungsrisskorrosion verlief fast ausschließlich
im Austenitkorn. Doch wie lässt sich das
Schadensbild erklären?
Duplexstahl besteht aus unterschiedlichen
Phasen. Im Blech verlaufen die beiden Phasen
des austenitisch-ferritischen Gefüges parallel
zur Oberfläche. Der Korrosionsvorgang greift
die austenitischen Körner an und wird durch
die benachbarten ferritischen Körner „ausgebremst“. So kommt es im Erscheinungsbild
zu dem flachen, muldenförmigen Korrosionsangriff – der vermeintlichen Lochkorrosion. An der Schweißnaht verlaufen die beiden
Phasen des austenitisch-ferritischen Gefüges
senkrecht zur Oberfläche. Zugeigenspannungen durch das Schweißen wirken parallel zur
Oberfläche. Es entstehen Risskeime, die senk-
24 •
11 • 2013
Abb. 5: Korrosionsangriff im Blech (Schliff, Austenit
hell, Ferrit dunkel).
Abb. 6: Risse im Austenit (hell, Ferrit dunkel).
recht zur Oberfläche verlaufen. Der Korrosionsangriff im Austenitkorn kann so weit verzweigt in die Tiefe eindringen. Das Sumpfteil
wurde durch das für diesen Einsatzzweck korrosionsbeständigere Titan nachgefertigt, ersetzt und wieder in Betrieb genommen.
mit Korrosionsprodukt gefüllt waren. Im Korrosionsversuch im Labor konnte der Befund
nachgestellt werden. Weil das so ist, sollten
auch Duplexstähle auf ihre Beständigkeit
gegenüber Spannungsrisskorrosion geprüft
werden.
Sorgfältiges Monitoring,
Expertise und viel Erfahrung
Das Fallbeispiel zeigt, dass selbst die Widerstandsfähigkeit korrosionsbeständigen Duplexstahls begrenzt ist. Abhängig von den
Betriebsparametern kann es zu Spannungsrisskorrosion kommen. Der Schaden an Zarge
und Schweißnaht erscheint aufgrund der unterschiedlichen Orientierung der Körner verschieden. Der Farbeindringtest blieb deshalb
zunächst ohne klares Ergebnis, weil die Risse
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Nachdem sich Deltawave C von
Systec Controls in unzähligen
industriellen Anwendungen wie
Food, HKL, Produktion, Fernwärme und -kälte, Wasser und
Abwasser bewährt, eröffnet das
neue Ex-Zertifikat nun den Einsatz in einem noch weiteren
Anwendungsspektrum. Die Ultraschallwandler haben die Zulassung ExII2G Exd IIC T6..T3Gb,
der elektronische Messumformer
kann in einem Gehäuse mit der
Zulassung ExIIG Exde IIC T6 geliefert werden. Mit dieser Lösung
denen nur in einem geringen
Umkreis der Leitung Ex-Bereich
vorherrscht, kann die Elektronik
im Standardgehäuse außerhalb
Ex platziert werden, während nur
die Ultraschallwandler auf der
Leitung Ex-zertifiziert sind.
kann entweder nur der elektronische Umformer, nur die Ultraschallwandler oder beide Komponenten im Ex-Bereich eingesetzt
werden. Bei Anwendungen, bei
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Einsatzort im Sumpftank oder schlimmer
Spezial-Tauchpumpe meistert problemlos extremste Anforderungen – auch bis ATEX-Zone 0
Medien, die extrem heiß, toxisch und
auch noch stark verschmutzt sind,
stellen hohe Anforderungen an den
Pumpeneinsatz. Kommt als Einsatzort
noch ein sicherheits-relevanter Bereich
hinzu, sind gesetzliche Bestimmungen
und Vorgaben wie beim Explosionsschutz einzuhalten. Genaue für solche
Bedingungen ist die selbstregelnde
Spezial-Tauchpumpe MPATAN des
Düsseldorfer Pumpenherstellers Bungartz geschaffen.
© steschum/fotolia.de
Raffinerien zählen zu den Einsatzgebieten, in
denen neben explosionsfähigen Gemischen
oder gefährlichen Mixturen eine Vielzahl von
Besonderheiten für den Pumpeneinsatz zu
beachten sind. Zu den Anwendungen gehört
die Förderung von Mixturen aus siedenden,
feststoffbeladenen und giftigen Flüssigkeiten
aus Gruben und geschlossenen Behältern wie
Slopbehältern und -tanks.
Bedarfsspezifisch und trockenlaufsicher
Einsatzort der Bungartz-Tauchpumpe MPATAN, einer bedarfsspezifischen und trockenlaufsicheren Konstruktion, ist ein Sumpftank
aus dem Rohöl mit Wasser und Sand gefördert wird. Herkömmliche magnetgekuppelte
Kreiselpumpen, versagen bei dieser Aufgabenstellung. In der Regel werden sie mit flüssigkeitsgeschmierten Gleitlagern eingesetzt.
Die Gleitlager sind allerdings nicht trockenlaufsicher. Normalerweise wird hier zur Lagerschmierung das Fördermedium genutzt.
Voraussetzung dazu ist eine saubere, von
Feststoffen freie Flüssigkeit. Diese Bedingung
ist beim Einsatz im Sumpftank nicht gegeben.
Der Pumpeneinsatz kann deshalb zum Problem werden und zu kostenträchtigen Schwierigkeiten führen. Anders beim Einsatz der
vertikalen Tauchpumpe MPATAN. Sie ist für
Einsätze in solch explosionsfähigen Atmosphären durch ihre trockenlaufsichere Kon-
26 •
11 • 2013
Michael Hucklenbruch,
Projektingenieur, Paul Bungartz
struktion bestens gerüstet. Bereits seit dem
Jahr 2010 läuft die Tauchpumpe MPATAN an
ihrem Einsatzort im Sumpftank störungsfrei.
Hermetisch dicht und
absolut trockenlaufsicher
Die Konstruktion dieser Tauchpumpen basiert auf einem sicherheitsorientierten Wellendichtungssystem. Das besteht zum einen
aus einer trockenlaufenden Magnetkupplung.
Sie schließt die Vertikalpumpen hermetisch
zur Umgebung ab. Dem verschleißträchtigen
und nicht trockenlaufsicheren Gleitlagereinsatz steht hier der Einsatz von Wälzlagern gegenüber. Gasbarrieren, die aus reibungsfrei
arbeitenden Drosselbuchsen bestehen, schützen die Wälzlager vor dem Medium.
Die vollständige hydrodynamische Entlastung der Lager- und Dichtungseinheit vom
Pumpenförderdruck erfolgt durch Laufradrückenschaufeln. Diese setzen dem Rest einen
gleich großen Druck entgegen. Das Fördermedium wird so vom Wellendurchtritt weggefördert. Die Vorteile erläutert Frank Bun-
Abb.1: Die MPATAN – Problemlöserpumpe für gefährliche und toxische Medien (Zone 0)
gartz, Geschäftsführer des gleichnamigen
Herstellers: „Der Explosionsschutz wird bereits durch die sichere Bauweise gewährleistet. Lager- und Dichtungsbereich laufen in
inertisierter Atmosphäre, Lager und Magnetkupplung sind immer trockenlaufend. Durch
diese Sicherung treten nie Dämpfe oder Flüssigkeiten aus – selbst dann nicht, wenn es am
Lager oder an einzelnen Dichtungskomponenten zu Störungen kommen sollte.“
Wirbelstromverluste, wie sie bei metallischen Spalttöpfen auftreten, werden durch
den Einsatz eines keramischen Spalttopfs
vermieden. Effizient ist auch der Einsatz eines
beständigen Werkstoffs mit erhöhter Festigkeit für das sehr korrosive und abrasive Medium. Tauchpumpen des Typs MPATAN laufen
seit der ersten Installation im Jahr 1998 bis
heute nahezu störungsfrei.
Sicher, kavitationsfrei und wartungsarm auch bei temporärem Einsatz
Überzeugend ist der Einsatz auch im Bereich
der Leichtölverarbeitung. Das Slopmedium –
Abwasser und flüssige, warme Kohlenwasserstoffe (C4 und schwerere Komponenten)
– wird in getrennten Behältern aufgefangen.
Der flüssige Anteil wird in einem Tank gesammelt. In zeitlich großen Intervallen fördert
die im Behälter installierte MPATAN-Tauchpumpe diesen Teil zur Entsorgungsanlage der
OMV in Burghausen. Das zweiteilige Wellendichtungssystem der Pumpe besteht aus einer
Magnetkupplung zur hermetischen Abdich-
tung gegen Atmosphäre. Zum Schutz der
Wälzlager der Pumpenwelle gegen das Eindringen der Behälterflüssigkeit dient eine
Gleitringdichtung. „In ca. 110 Betriebsstunden ist nie ein Problem aufgetaucht“, so Uwe
Seifert, der in Burghausen für die Maschinentechnik zuständig ist. „Die Pumpe läuft
störungsfrei ohne Ausfall und Wartungsarbeiten wie alle unsere Bungartz-Pumpen. Sie
sind komplett trockenlaufsicher und fördern
problemlos auch sehr grenzwertige Medien.“
Sicherheitselemente – vorsorglich vom Betreiber installiert – sollten beim Versagen der
Pumpe zum Einsatz kommen. Sie wurden bisher nicht benötigt, seit 4 Jahren ist die Pumpe
störungs- und wartungsfrei im Einsatz.
Bei einem weiteren Betreiber ist die MPATAN ebenfalls nur zeitweilig im Einsatz. Die
Umgebung entspricht der Atex Zone 1. Der
Zulauf zum Koaleszenzabscheider liegt sehr
niedrig. Die MPATAN ist mit einer extremen
Tauchlänge von 5,5 m in die Grube eingebaut. Sie darf den Ölabscheider nicht behindern. Das Medium, Oberflächenwasser (Kohlenwasserstoff-Phase), bewegt sich an der
Siedegrenze. Bei einer Förderhöhe von 45 m
und einem Förderstrom (Q) von 15 m³/h arbeitet die selbstregelnde Pumpe mit einem
halb offenen Laufrad. Ein Druckausgleich
zum Laufradeintritt vermeidet die Dampfbildung. Da die Pumpe nicht saugt, vermindert
sich die Fördermenge mit der Zulaufhöhe.
Ein NPSH-Wert = 0 ist hier möglich. Ergebnis: Seit 2009 erfüllt die Spezial-Tauchpumpe
ohne Störfälle ihre Aufgabe, wann immer sie
gebraucht wird.
Abb. 2: Einsatz der MPATAN als Slop-/Sumpfpumpe.
Das Verhalten der Pumpe zeigt die Animation unter
http://www.bungartz.de/flash/german/mpat/mpat.
html
Bedarfsspezifisch konstruiert
und weltweit im Einsatz
Die selbstregelnde Spezial-Tauchpumpe MPATAN arbeitet weltweit in zahlreichen chemischen und petrochemischen Unternehmen.
Optimal ist die bedarfsspezifische Konstruktion der Tauchpumpe MPATAN, die auch
Trockenlauf widersteht. Sie arbeitet auch bei
einem Zulaufmangel sicher. Durch ihren hermetisch dichten Aufbau meistern die in Einzelfertigung oder als Kleinserie hergestellten
Spezialpumpen kritische Anwendungen: Sie
eignen sich hervorragend für toxische, feststoffhaltige, siedende und/oder gashaltige
Medien. Auch bei der Förderung stark verschmutzter Stoffe und in explosionsfähigen
Atmosphären bis Zone 0 haben sie sich ausgezeichnet bewährt. Beim standardmäßigen
Einsatz sind Medientemperaturen bis 200 °C
und Eintauchtiefen von bis zu 3 m üblich. Bei
extremen Einsatzbedingungen wie beschrieben werden Temperaturen bis zu 280 °C und
Eintauchtiefen bis zu 5,5 m bewältigt. Nahezu
wartungsfrei erzielt die MPATAN Förderleistungen (Q) bis 70 m3/h sowie Förderhöhen (H)
zwischen 10 und 100 m. Eine weitere Besonderheit stellt auch die vollständige Entleerung
von Behältern dar.
Kontakt
Frank Bungartz
Paul Bungartz GmbH & Co. KG, Düsseldorf
Tel.: +49 211 589018
[email protected]
www.bungartz.de
11 • 2013 • 27
Abfüllen – aber sicher
Sicherheit ist auch für Abfüllpumpen oberstes Gebot
Der Sicherheit beim Abfüllen sollte –
schon zum eigenen Schutz – oberste
Priorität eingeräumt werden. Gefährliche Flüssigkeiten dürfen z. B. niemals
durch direktes Ausgießen abgefüllt
werden. Welche Probleme aber auch
welche Lösungsansätze es dabei gibt,
stellt dieser Praxistipp von Bürkle vor.
Auch die Verwendung eines Trichters führt
beim Abfüllen von gefährlichen Flüssigkeiten
nicht zur erforderlichen Sicherheit.
▪▪ Erhöhte Unfallgefahr durch Ausrutschen
auf verschmutzten Flächen.
▪▪ Hautkrankheiten oder Vergiftungen
durch verschüttete Chemikalien.
▪▪ Gesundheitsgefährdung durch
schädliche Dämpfe.
Die Anschaffung einer geeigneten Pumpe
zum Abfüllen von gefährlichen Flüssigkeiten
ist also eine Investition in die Sicherheit und
Gesundheit Ihrer Mitarbeiter, die sich schon
nach kurzer Zeit bezahlt macht.
Abb. 1: Handpumpe Otal – geeignet für Säuren, Laugen und Reiniger
Leistungsverhältnisses eine interessante Alternative zu elektrischen Pumpen.
Bürkle bietet ein breites Sortiment an Abfüllpumpen für die manuelle Entnahme aus
Behältern, Kanistern, Fässern und Tanks.
Behältergröße und Behälterart
Die Wahl der richtigen Abfüllpumpe
Wichtig für die Wahl der geeigneten Abfüllpumpe sind neben Behältergröße und Behälterart die gewünschte Förderleistung und
die Eignung der Pumpe für das abzufüllende Medium. Dabei muss die Pumpe nicht nur
beständig gegen das abzufüllende Medium
sein, in vielen Bereichen müssen darüber hinaus besondere Arbeitsschutz- und Umweltschutzvorschriften beachtet werden.
Förderleistung
Elektrische Fasspumpen sind beim Abfüllen
großer Mengen an einem festen Ort die erste
Wahl. Die höhere Förderleistung spart Zeit
und schont die Arbeitskraft. Die Anschaffung einer teuren elektrischen Fasspumpe
rentiert sich nicht immer; oft fehlt auch ein
Stromanschluss am Einsatzort, z. B. im Freien, auf Montage oder im Betriebsmittel-Lager. Bei geringen Abfüllmengen sind manuelle Fasspumpen wegen ihrer Unabhängigkeit
von Stromanschlüssen und ihres guten Preis-
28 •
11 • 2013
Zum Abfüllen von Bedarfsmengen aus Kanistern und kleinen Fässern bis ca. 60 Liter Inhalt
eignen sich Pumpen, die nach dem Luftüberdruck-Prinzip arbeiten. Über einen Pumpenball oder Pumpenkolben wird Luft in den Behälter gepumpt. So entsteht im Behälter ein
Überdruck und die Flüssigkeit wird durch das
Steigrohr nach außen gefördert.
Für größere Fässer und offene Gebinde eignen sich Fasspumpen, bei denen die Flüssigkeit angesaugt und ausgestoßen wird. Eine
robuste Konstruktion mit guter Förderleistung und einfacher Handhabung zeichnet
diese Pumpenfamilie aus. Durch unterschiedliche Tauchrohrlängen passen die Pumpen in
alle handelsüblichen Gebinde. Tiefliegende
Ansaugventile gewährleisten dabei eine fast
vollständige Restentleerung.
Behälteranschlüsse
Im Gegensatz zu Metallfässern, welche in
der Regel ein R2“-Feingewinde besitzen, gibt
es bei Kunststoffbehältern keine genormten
Anschlussgewinde. Für eine sichere Befesti-
gung der Pumpe im Fass bzw. Behälter gibt
es grundsätzlich zwei Lösungen. Zum einen
kann die Pumpe mit einer speziell an das vorhandene Gewinde angepassten Verschraubung im Behälter verschraubt werden, eventuell in Verbindung mit einem Adapter. Zum
anderen können Universallösungen, wie konische Fass-Stopfen, verwendet werden.
Werkstoffe
Am besten geeignet sind robuste Industriepumpen aus hochwertigen Werkstoffen wie
Polypropylen (PP) für Säuren und Laugen,
bzw. Edelstahl V2A (1.4301) für brennbare
Flüssigkeiten. In jedem Fall empfehlenswert
sind Dichtungen aus PTFE. Prüfen Sie immer
die Beständigkeit des Werkstoffs gegen das
zu fördernde Medium. In vielen Fällen hilft
ein Blick in die chemische Beständigkeitsliste.
Vorsicht bei Abfüllhilfen
Saugheber aus Kunststoff sind eine preisgünstige Alternative zu mechanischen Pumpen. Saugheber sind einfach zu bedienende
Geräte für sicheres Abfüllen von Flüssigkeiten aus hoch stehenden in tiefer stehende
Gebinde. Von einer Verwendung mit aggressiven oder brennbaren Medien ist aber abzuraten. Die Pumpbälge können durch Säuren
angegriffen und spröde werden.
Säuren und Laugen
Anwenders kann durch eine gasdichte Fassverschraubung reduziert werden. Bei besonders giftigen, stark riechenden und leicht
flüchtigen Medien ist ein geschlossenes Abfüllsystem mit einer Gaspendelleitung unverzichtbar. In diesem Verfahren werden die
entstehenden Entlüftungsgase direkt in das
Originalgebinde zurückgeleitet. Die gesundheitsgefährdenden Gase bleiben im System;
größtmögliche Sicherheit beim Abfüllen ist
gewährleistet.
Säuren, Laugen und Reinigungsmittel lassen
sich mit Kunststoffpumpen aus PP oder PVDF
sicher handhaben. Bürkle bietet viele Kunststoffpumpen sowohl mit starrem Auslaufbogen, als auch mit Abfüllschlauch und Absperrhahn für die Befüllung von entfernt oder
höher stehenden Behältern an. Beim Umgang
mit ätzenden und aggressiven Flüssigkeiten
ist auf angemessenen Schutz des Anwenders zu achten. Körperschutz wie Handschuhe, Schutzbrille, Schürze und Gesichtsmaske
sind unverzichtbar.
Lebensmittel
Brennbare Flüssigkeiten
Das Abfüllen brennbarer Flüssigkeiten bedarf besonderer Vorsichtsmaßnahmen. Fasspumpen für brennbare Flüssigkeiten müssen
unbedingt aus leitfähigen Materialien hergestellt sein. Es muss sichergestellt sein, dass
entstehende elektrostatische Ladungen vollständig und ohne Funkenbildung abgeleitet
werden. Edelstahl-Fasspumpen entsprechen
diesen Anforderungen, wenn die elektrostatische Aufladung über das Antistatik-Set abgeleitet wird.
Abb. 2: Lösemittelpumpe mit Auslaufschlauch,
für Fässer bis 220 l
Gasdichtes Abfüllen
Bei flüchtigen Medien wie Aceton oder Ammoniak bilden sich im Abfüllbehälter gefährliche Dämpfe. Das Ausdampfen in die
Arbeitsumgebung und die Gefährdung des
Anschlussfertige OEM-Pumpen
Als weltweit führenden Anbieter
von Schlauchpumpen führt die
Watson-Marlow Pumps Group
mit Drivesure eine
Komplettlösung mit
bürstenlosem DCMotor in den deutschen Markt ein. Der
Betrieb des Gleichstrommotors ist sowohl im 24V- als
auch im 48V-Modus möglich und
lässt sich durch ein
Regelverhältnis
von 51:1 und einen
Drehzahlbereich
von 8-408 Umdrehungen pro Minute flexibel an vorhandene Anlagen anpassen. Drivesure bietet
Entwicklern von OEM-Lösungen
einzelne, passgenau aufeinander
abgestimmte Komponenten. Die
integrierte Antriebslösung eignet sich somit für Anlagenbauer und Ingenieurbüros, die die
anschlussfertigen Pumpenköpfe von Watson-Marlow einsetzen möchten, durch seinen ge-
Wenn Lebensmittel abgefüllt werden, muss
auf die physiologische Unbedenklichkeit der
verwendeten Werkstoffe geachtet werden.
Hier empfehlen sich Materialien wie Edelstahl, Polypropylen oder PTFE, die zudem geruchs- und geschmacksneutral sind. Außerdem muss die Pumpe leicht zu reinigen sein.
räuscharmen Betrieb, aber auch
für die Biowissenschaft und Biopharmazeutik.
Kontakt
Birgit Joos
Bürkle GmbH, Bad Bellingen
Tel.: +49 7635 827 9532
[email protected]
www.buerkle.de
5REXVWXQG
OHLVWXQJVVWDUN
ZLHHLQ(OHIDQW
-(66%(5*(5
x )DVVSXPSHQ
x 0DQXHOOH+DQGSXPSHQ
x +RUL]RQWDOHVRZLHYHUWLNDOH
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x 'LFNVWRIIGRVLHUSXPSHQ
x (UVDW]WHLOHIU([]HQWHU
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x +RUL]RQWDOH.UHLVHOSXPSHQ
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x 3XPSHQ]XEHK|UZLH
PDQXHOOH=DSISLVWROHQ
RGHU'XUFKIOXVV]lKOHU
Kontakt
Watson-Marlow Pumps Group
Tel.:+49 2183 42040
Fax:+49 2183 82592
[email protected]
www.watson-marlow.de
-lJHUZHJ'2WWREUXQQ
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ZZZMHVVSXPSHQGHLQIR#MHVVSXPSHQGH
11 • 2013 • 29
Nach dem Testlauf war alles klar
Membranpumpen beschleunigen Reaktor-Entleerung deutlich
Im nördlichen Ruhrgebiet befindet sich
Europas größte voll integrierte Polyvinylchlorid (PVC)-Produktionsanlage. In
dieser Anlage wird, ausgehend von
den Rohstoffen Ethylen und Salz, über
die Zwischenprodukte Ethylendichlorid und Vinylchlorid, der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC) hergestellt. Abel
lieferte bereits im Jahr 2002 eine erste
elektromechanische Membranpumpe
zur Förderung von PolyvinylchloridDispersionen an den Kunden. Heute
laufen in der PVC-Produktionsanlage
insgesamt neun elektromechanische
Membranpumpen sowie zwei Kolbenmembranpumpen.
Abb. 1: Europas größte voll integrierte Polyvinylchlorid (PVC)-Produktionsanlage ist 24 Stunden am Tag im Einsatz.
Seit dem Jahr 2008 bzw. 2010 sind in
den Produktionsanlagen zwei vierfach wirkende elektromechanische
Membranpumpen des Typs EM-125
in Edelstahl- und Atex-Ausführung
parallel im Einsatz. Die Pumpen fördern entzündliche PVC-Dispersionen mit Vinlychloridgehalten von
5–10% aus Chemiereaktoren in Pufferbehälter. Ursprünglich diente der
Reaktordruck von ca 6 – 8 bar zum
Fördern der PVC-Dispersionen in
den Pufferbehälter. Durch den Einsatz der elektromechanischen Membranpumpen, deren eigentlicher Förderdruck
0,5 bar beträgt, hat sich die Zeit zum Entleeren des Reaktors deutlich reduziert. Somit ist
es möglich, den Reaktor schneller wieder zu
befüllen.
Spezialkonstruktion
Die Pumpen sind mit intelligenten Membranpulsationsdämpfern (iMPD) ausgestattet. Diese Spezialkonstruktion hat sich über-
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11 • 2013
Abb. 2: EM Pumpe im Einsatz.
all dort bewährt, wo eine möglichst geringe
Restpulsation, bei schwankenden Förderdrücken, erreicht werden soll. Herkömmliche Membranpulsationsdämpfer werden auf
einen bestimmten Förderdruck vorgespannt
und bieten eine optimale Dämpfung nur in
einem relativ engen Bereich um diesen Förderdruck herum. Der iMPD passt seine Vorspannung automatisch dem Förderdruck an,
so dass in einem viel größeren Druckbereich
mit konstant gutem Ergebnis gedämpft wird.
In einem anderen Bereich der Anlage ist
seit dem Jahr 2011 eine Kolbenmembranpumpe der Baureihe CM des Büchener Herstellers zur Beschickung einer Trockneranlage im Dauereinsatz. Auch diese Pumpe ist
in Edelstahl und Atex-konform ausgeführt.
Die Pumpe fördert bis zu 70 °C heiße PVCDispersionen mit einem Feststoffgehalt von
40 – 55 % auf einen Sprühtrockner. Hierbei
werden aufgrund unterschiedlicher Qualitätsanforderungen Betriebsdrücke zwischen
8 und 20 bar benötigt. Aus diesem Grund
ist die Pumpe mit 2 herkömmlichen, unterschiedlich vorgespannten Membranpulsationsdämpfern ausgestattet.
Auor: Michael Albrecht, Produktmanager, Abel Pumpen
Kontakt
Michael Albrecht
Abel GmbH & Co. KG, Büchen
Tel.: +49 4155 8180
[email protected]
www.abel.de
Buddeberg: Magnetrührkupplungen
Die kriegen ihr Fett weg
Robuste Pumpen für die Öl-Raffination
In allen Prozessschritten der Raffination von Pflanzenölen und Pflanzenfetten werden Pumpen benötigt: Im Primärbereich, den einzelnen Prozessschritten der Raffination, ebenso wie zur Bereitstellung von Prozesswasser, Kühlwasser und zur
Aufbereitung/Entsorgung der Abwässer. Die Herausforderung im Primärbereich
sind Temperaturen bis zu 280 °C, Drücke zwischen Vakuum und 80 bar, die zumeist hohe Viskosität des Mediums und die im Rohöl noch enthaltenen Feststoffe.
Nicht zuletzt fordert der Einsatz von Lösemitteln (Hexan, Aceton) sowie aggressiven
Laugen bzw. Säuren konstruktiv wie werkstofftechnisch besondere Lösungen.
Das bedeutet konkret:
▪▪ Die in Anlagen zur Raffination von Pflanzenölen und Pflanzenfetten installierten Pumpen müssen aus abrasionsfesten
Werkstoffen gefertigt sein.
▪▪ Gleitringdichtungen sind zumeist als SiC/
SiC-Einzeldichtung im Einsatz; vielfach
sind auch Tandem- oder Back-to-backAusführungen erforderlich.
▪▪ Pumpen in der Lösemittel-Extraktion
müssen Atex-konform ausgelegt sein. Leckagefreie Pumpen (Spaltrohrmotor- und
Magnetkupplungs-Pumpen) gewinnen an
Bedeutung.
▪▪ Weil die Öle recht aggressiv sind, sollten
die zum Einsatz kommenden Elastomere eine hohe Qualität aufweisen (in aller
Regel: Viton).
▪▪ Konstruktiv kommen klassische Spiralgehäusepumpen und – falls der Feststoffgehalt nicht zu hoch ist – auch mehrstufige
Hochdruckpumpen zum Einsatz.
Fördern von Ölen und Fetten
bei hohen Temperaturen
Grundfos hat seine Spiralgehäusepumpen in Norm- bzw. Blockbauweise NK(E)
und NB(E) – das ‚E‘ steht für die drehzahlvariablen Ausführungen – für Einsätze mit
hohen Leistungsanforderungen hinsichtlich
Fördermenge und Förderhöhe entwickelt.
Für besonders anspruchsvolle Anwendungen (wie das Fördern von Ölen und Fetten
bei hohen Temperaturen) sind die Varianten NKG(E) und NBG(E) gemäß Chemienorm
DIN EN 22858 konzipiert. Diese Pumpen
zeichnen sich durch eine noch robustere
Bauart aus, u.a. mit verstärkten Lagern für
eine längere Lebensdauer. Zudem gibt die
DIN EN 22858 für einen entsprechenden Betriebspunkt größere Saug- und Druckstutzen
an – das führt zu geringeren Geschwindigkeiten im Saugstutzen und infolge dessen
sinkt der erforderliche Vordruck (kleinerer
NPSH-Wert). Auch Atex-Ausführungen stehen zur Verfügung.
NKG(E)-Pumpen kann der Betreiber
wegen der großzügigeren Platzverhältnisse
im Lagergehäuse mit Doppeldichtungen ordern, hervorzuheben sind die Doppeldichtungen in Tandem-Bauweise. Diese TandemDichtungen bewähren sich bei schwierigen
Medien, die beispielsweise auskristallisieren
oder zum Verkleben neigen. Doppeldichtungen sind auch beim Fördern von Pflanzenölen bei hohen Temperaturen die Technik
der Wahl.
Kontakt
Grundfos GMBH, Erkrath
Tel.: +49 211 92969 0
[email protected]
www.grundfos. de
Magnetrührkupplung MRK 1
und MRK 2 mit Schliff
Die kompakte Bauweise der
permanent magnetischen
Kupplung ermöglicht eine
platzsparende Montage.
Einfaches und rasches Auswechseln der Lager erleichtern
den Service und die Reinigung.
Die ideale Lösung für Rühraufgaben unter Vakuum.
- Lieferbar mit NS 29/32 oder NS 45/40
- erhältlich in Edelstahl, Hastelloy®, Titan,
Zirkonium und anderen Werkstoffen
- 100% vakuumfest
- Dichtungen aus Viton® oder Kalrez®
- Volumina 500 - 5000 ml
mit Flansch
Die Baureihe MRK 3 lässt den
Einsatz unter Vakuum und
Druck bis 10 bar zu. Die
Flanschverbindung ermöglicht
durch ihre größere Auflagefläche eine bessere Kräfteverteilung, wodurch höhere
Drehmomente und größere
Behältervolumen realisiert werden können.
- DN 15, DN 25, DN 40, DN 50 und weitere
- druckfest bis 10 bar
- Volumina 500 - 10 000 ml
mit Gewinde bis 700 bar
Die Magnetrührkupplung mit
Anschlussgewinde M30x2 ist
einfach auf einen Autoklavendeckel aufzuschrauben. Durch
einen Impulsgeber an der Abtriebswelle kann die Drehzahlabnahme mittels Reedkontakt
erfolgen.
- Dichtung zum Deckel mittels Schneidring
(HC 22) oder O-Ring
- druckfest bis 700 bar
- Volumina 500 - 1000 ml
Auf Anfrage liefern wir Ihnen unsere
Magnetrührkupplungen nach Richtlinie 94/9/EG (ATEX) zertifiziert.
Sie finden unser komplettes Sortiment auch
online unter: w w w . b u d d e b e r g . d e
Buddeberg GmbH
Mallaustrasse 49
D - 68219 Mannheim
Ihr Ansprechpartner
Herr Marcel Schreiber
Telefon: +49 (0) 621/87690-52
Mobil: +49 (0) 151/61129316
E-mail: [email protected]
Internet: www.buddeberg.de
Wenn es mal etwas dicker kommt
Schonende Förderung dickflüssiger, scherempfindlicher und schwer fließfähiger Produkte
Zur Förderung einer Vielzahl von Medien in allen Industriebereichen haben
sich Lutz Exzenterschneckenpumpen
der Baureihe B70V etabliert. Die
nach dem rotierenden Verdrängerprinzip arbeitenden Pumpen werden
überall dort eingesetzt, wo herkömmliche Verfahren wegen bestimmter
Medieneigenschaften ausscheiden.
Abb. 1: Mit einem ganzheitlichen anwendungsorientierten Lösungskonzept hat Lutz sein
Exzenterschneckenpumpenprogramm zum Fördern viskoser Medien entscheidend ausgebaut.
Die kontinuierliche, pulsationsarme Arbeitsweise erlaubt eine schonende Förderung
von dickflüssigen, scherempfindlichen und
schwer fließfähigen Produkten. Da nahezu
keine Scherkräfte auf das Fördergut einwirken, können auch empfindliche Medien und
Festkörperbestandteile gepumpt werden.
Der typische Einsatzbereich der vertikalen
B70 Baureihe von Lutz ist die Produktentnahme aus Fässern, Containern und anderen ortsbeweglichen Gebinden. Aber auch zur stationären Behälterentleerung „von oben“ haben
sich die robusten Dickstoffpumpen aus Wertheim in vielen Anwendungen bewährt. Durch
die eingetauchte vertikale Aufstellung in der
Behälteröffnung arbeitet die Pumpe im Zulaufbetrieb und ist sofort betriebsbereit. Die
bei üblicher Horizontalaufstellung anfallenden Druckverluste in der Saugleitung, bzw.
das vorab notwendige Evakuieren derselben,
erübrigen sich.
32 •
11 • 2013
Darf es etwas mehr sein?
Durch die unterschiedlichen Abmessungen
der Behälteröffnungen ist ein Hersteller bei
der Dimensionierung des Tauchrohrdurchmessers und damit in der Förderleistung der
Pumpe gewissen Grenzen unterworfen. Bislang lag die maximal erzielbare Fördermenge einer vertikalen Dickstoffpumpe bei handelsüblichen Spundlochfässern unter idealen
Bedingungen bei ca. 50 l/min.
Durch eine spezielle Rotor-/Statorgeometrie erreicht die Dickstoffpumpe B70V 75.1
einen 50 %igen Leistungszuwachs bei unveränderten Abmaßen und Antriebsdrehzahlen.
Damit ist Lutz Pumpen derzeit als einziger
Hersteller in der Lage, viskose Medien mit
einer maximalen Förderleistung von 75 l/min
aus einem Spundlochfass zu fördern. Neben
den Industrieausführungen mit NBR-H, Viton
und PTFE Statoren, steht ebenfalls eine 3-A
PTFE-Variante für die Hygienepumpe Lutz
B70V Sanitary zum Fördern von flüssigen Lebensmitteln, pharmazeutischen Wirkstoffen
und kosmetischen Produkten zur Verfügung.
3-A Elastomerstator für
Hygienepumpe B70V Sanitary
Erstmals und als einziger Anbieter
liefert
Lutz einen nach 3-A Sanitary Standard
10-03  Class  II zugelassenen und EC  1935/2004
konformen Elastomerstator für seine Hygienepumpe B70V Sanitary. Durch ein spezielles
Vulkanisierungsverfahren kann beim Herstellungsprozess der neuen EPDM-Statoren auf
lösemittelhaltige Bindemittel verzichtet werden, der übliche Spalt zwischen Statorhülse
und Elastomer entfällt ebenfalls. Der neue 3-A
Elastomerstator ist gerade bei niedrigvisko-
Die bessere Alternative
tor sorgt für eine verbesserte Laufruhe bei
gleichzeitiger Gewichtsreduzierung. Das totraumarm ausgeführte, orbital geschweißte
und polierte Pumpengehäuse mit Tri-ClampSchnellverschlüssen ermöglicht eine schnelle Demontage und gründliche Reinigung der
produktbenetzten Teile. Für die sichere Kraftübertragung der IEC-Antriebsmotore auf die
Pumpenhydraulik sorgt eine robuste, eigenständig wälzgelagerte Antriebslaterne mit
drehelastischer Klauenkupplung.
Ganzheitliches Antriebskonzept
Abb.2: Mit Pumpen der Baureihe Lutz B70V 120.1
können Medien bis zur Fließfähigkeitgrenze
gefördert werden.
sen, feststoffhaltigen und abrasiven Medien
eine ideale Alternative zu Feststoffstatoren
aus PTFE.
Neue Baureihe für
den hochviskosen Bereich
Bei hochviskosen, schwer fließfähigen Medien muss gewährleistet sein, dass dem Fördergut ausreichend Raum und Zeit zur Verfügung steht, um in den Rotor-/Statorbereich
zu gelangen. Bei Auswahl einer ungünstigen
Pumpengeometrie und/oder zu hohen Antriebsdrehzahl sinkt der Füllgrad zwischen
Rotor und Stator, schlimmstenfalls reißt der
Förderstrom komplett ab.
Viele hochviskose Produkte stellen Pumpenhersteller und Anwender durch klebende,
aushärtende, auskristallisierende Eigenschaften vor zusätzliche Herausforderungen.
Diesen Anforderungen im oberen Leistungssegment wird die komplett überarbeitete Baureihe Lutz B70V 120.1 gerecht. Durch
eine großzügig dimensionierte Fördergeometrie und niedrige Drehzahlbereiche können Medien bis zur Fließfähigkeitgrenze gefördert werden. Die verbesserte Umspülung
der Gleitringdichtung verhindert Materialablagerungen an den Gleitflächen, was insbesondere bei klebenden und aushärtenden
Medien ins Gewicht fällt. Der neue Hohlro-
Neue Drehstrommotore mit parametrierbaren Frequenzumrichtern ermöglichen eine
stufenlose Anpassung der Antriebsdrehzahl. Durch den variablen Drehzahlbereich
kann die Förderleistung der Pumpe auf unterschiedliche Einsatzparameter wie Fördermenge, Viskosität, Fließverhalten individuell angepasst werden. Über ein Bediendisplay
am Frequenzumrichter lassen sich alle wichtigen Grund- und Voreinstellungen, wie z. B.
Start/Stopp, Förder- oder Entleermodus bequem per Knopfdruck anwählen und einstellen. Mittels entsprechender PC-Software oder
einem Handbediengerät können die Vorgabewerte über eine entsprechende Schnittstelle jederzeit neu parametriert werden. Diese
Flexibilität ist insbesondere bei spezifischen
Kundenwünschen und wechselnden Einsatzbedingungen ein erheblicher Vorteil.
Der neue Motor-Schnellverschluss sorgt
für eine Erleichterung beim Handling der
Pumpe. Entsprechende Klemmverbindungselemente erlauben dem Bediener eine schnelle Verbindung/Trennung von Antriebsmotor
und Pumpwerk. So lässt sich die Pumpe, getrennt vom Motor, mühelos in die Gebinde
ein- und umsetzten.
NEMO® Exzenterschneckenpumpen
für die Farben- und Lackindustrie
NETZSCH bringt schon heute die Zukunft in
Ihre Fabriken: NEMO® Exzenterschneckenpumpen als bessere Alternative zu Druckluftmembranpumpen.
Bessere Produktschonung durch pulsationsarme Förderung
Erweiterte Produktionskapazität durch
große Fördermengen
Größere Wirtschaftlichkeit durch geringen
Energiebedarf
Gesteigerte Flexibilität durch Integration
in bestehendes Rohrleitungssystem
Wir beraten Sie gerne!
NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH
Geschäftsfeld Chemie & Papier
Tel.: +49 8638 63-1020
Fax: +49 8638 63-2327
[email protected]
www.netzsch.com
Kontakt
Lutz Pumpen GmbH, Wertheim
Tel.: +49 9342 8790
[email protected]
www.lutz-pumpen.de
Ein gleichmäßiger Dreh
Drehkolbenpumpe mit beheiztem Pumpengehäuse
Die Förderung von Hartfetten mit einem hohen Schmelzpunkt stellt höchste Anforderungen an die Pumpentechnik. Bewital agri in Oeding setzt zur Förderung
von gehärteten Palmfetten mit einem Schmelzpunkt von 58 °C eine speziell für
diesen Einsatzfall konstruierte Börger Drehkolbenpumpe mit komplett beheiztem
Pumpengehäuse ein.
Bewital agri produziert seit mehr als 50 Jahren Tiernahrung und Komponenten für die
Futtermittelindustrie. Hochwertige Fette
und Öle sind ein wichtiger Bestandteil der
heutigen Tiernahrung. Um eine hohe Milchleistung der Kühe zu realisieren, werden in
der Milchviehnahrung die sogenannten
„pansenstabilen Fette“ eingesetzt. Deren
Fettsäuren werden unverändert durch den
Pansen der Kuh geschleust. Die Pansenverträglichkeit ergibt sich aus dem hohen
Schmelzpunkt der im Fett enthaltenen Fettsäuren. Der Schutz der Fette wird erst im
postruminalen Verdauungstrakt aufgehoben. Somit können Energiedefizite ausgeglichen und eine erhöhte Milchleistung realisiert werden.
Die eingesetzten Hartfette werden von einem
Zulieferer hergestellt. Die gehärteten Palmfette haben ihren Schmelzpunkt bei 58 °C oder
höher. Bei dieser Temperatur und bei Werten
unterhalb dieser Temperatur härtet das Fett aus.
Das Palmfett wird in beheizten Tankwagen angeliefert und von einer Pumpe zur Weiterverarbeitung in die Produktion gefördert. Um eine
problemlose Förderung sicher zu stellen, sollte
das Fett eine Temperatur von 80 – 90 °C haben.
Um eine Temperaturabsenkung des Mediums und eine damit verbundene Verstopfung
der Rohrleitungen entgegenzuwirken sind
sämtlich Rohrleitungen und Absperrschieber beheizt. Bislang wurde zur Förderung des
Hartfettes eine beheizte Schraubenspindelpumpe eingesetzt.
Benedikt Sparwel,
technischer Vertrieb, Börger
Drehkolbenpumpe ersetzt
Schraubenspindelpumpe
Bewital setzt an anderer Stellen der Produktion schon seit Jahren Drehkolbenpumpen
von Börger zur Förderung von Pflanzenfetten mit einem Schmelzpunkt von ca. 30 °C
ein. Die dort eingesetzten Pumpen sind mit
einem Heizdeckel ausgestattet und fördern die
Fette problemlos. Deshalb fiel es nicht schwer,
sich dafür zu entscheiden, die vorhandene
Schraubenspindelpumpe durch eine Drehkolbenpumpe des Herstellers aus NordrheinWestfälen zu ersetzen. Außerdem spielte die
Möglichkeit eine große Rolle, sich eine Pumpe
„nach Maß“ fertigen zu lassen. Mit dem breiten Spektrum von 20 Pumpengrößen (Fördermengen von 1 – 1.000 m³/h), diversen Ausstattungsdetails und Zusatzbauteilen läßt sich
in Borken-Weseke für jeden Anwendungsfall
die optimal geeignete Pumpe bauen. Die großvolumige Geometrie und der kurze Durchgang sorgen für einen schonenden Transport
des Mediums. Drehkolben aus verschiedenen
Materialien, Pumpengehäuse aus Grauguss,
Stahlguss oder Edelstahl, Gleitringdichtungen in den unterschiedlichsten Materialkombinationen geben nur einen kleinen Eindruck
von der möglichen Materialvielfalt.
Bewital wählte eine Drehkolbenpumpe
Typ PL 300 aus der Produktlinie „Classic“. Die
Drehkolbenpumpe der Produktlinie „Classic“
eignet sich hervorragend für die Förderung
Abb. 1: Nach mehr als einem Jahr
Praxiseinsatz der Börger Drehkolbenpumpen ist man bei Bewital agri sicher,
sich für die richtige Pumpe entschieden
zu haben: Sie fördert verlässlich und
problemlos und bietet so höchste Betriebssicherheit.
34 •
11 • 2013
der unterschiedlichsten Medien. Flüssige wie
zähflüssige oder abrasive Fördermedien werden mühelos bewältigt, wobei auch chemisch
aggressive Stoffe kein Problem darstellen.
Das Funktionsprinzip: Durch die gleichmäßige Drehung des Kolbenpaares entsteht an
der, durch die Drehrichtung des Antriebes bestimmbaren Ansaugseite ein Vakuum. Hierdurch wird das Hartfett in den Pumpenraum
gezogen. Durch weiteres Verdrehen gelangt
das Fördermedium, weitergedrängt durch die
Drehkolben, an der Pumpenwand vorbei in
den Druckbereich.
Doppelmantelausführung
Damit das gehärtete Palmfett mit dem
Schmelzpunkt von 58 °C nicht in der Pumpe
aushärtet, entschied man sich, die aus Duplex-Edelstahl gefertigte Drehkolbenpumpe
zusätzlich zum Dampfheizdeckel mit einem
beheizbaren Pumpengehäuse auszustatten.
Das beheizte Pumpengehäuse in Doppelman-
Firmeninfo
Die Firma Börger wurde 1975 gegründet und
entwickelt, produziert und vermarktet weltweit
Pumpen und Zerkleinerungsgeräte. Herzstück
des Produktportfolios ist die patentierte Drehkolbenpumpe, die seit mehr als 20 Jahren
gefertigt wird. Das Unternehmen hat seinen
Hauptsitz im nordrhein-westfälischen BorkenWeseke und beschäftigt weltweit mehr als 240
Mitarbeiter.
telausführung wurde von Börger passgenau
für diesen Einsatzfall konstruiert und gebaut.
So wird die zur Förderung des Hartfettes notwendige Mediumtemperatur von 80 – 90 °C
garantiert. Die Beheizung des Pumpengehäuses wird bei Bewital durch heißes Wasser
sichergestellt. Alternativ ist eine Beheizung
auch mit Heißdampf oder Thermalöl möglich. Da die Pumpe nicht stetig läuft, werden
Pumpe und Leitungen nach der Entleerung
eines LKW mit Druckluft gereinigt.
Neues Druckluftmanagementsystem
Das neue Druckluftmanagementsystem SAM 2 (Sigma Air Manager) von Kaeser Kompressoren
überwacht und regelt die Einzelkomponenten einer Druckluftstation und deren Umgebung mittels moderner Bussysteme auf der
Basis von Ethernet. Dies ermöglicht die einfache Einbindung der
Komponenten und erlaubt die
Übermittlung sehr vieler Daten.
SAM 2 prüft selbstständig die
Gegebenheiten und den aktuellen
Druckluftbedarf und steuert die
angeschlossenen Systemkomponenten so, dass Druckluft immer
in optimaler Menge und Qualität so kostengünstig wie möglich produziert wird und zuverlässig zur Verfügung steht. Eine
Funktion zur vorausschauenden Wartung
minimiert Servicekosten und verbessert
die Werterhaltung der
gesamten Anlage. Bereits bestehende Anlagen unterschiedlicher Baujahre können
problemlos
eingebunden werden. Im Vergleich
zu bisher üblichen Systemen benötigt SAM 2 keine zusätzliche
Soft- oder Hardware. Die Daten
der angebundenen Stationskomponenten werden mittels Ethernet an SAM 2 mit hoher Geschwindigkeit ausgelesen und
automatisch so aufbereitet, dass
sie auch für spätere Dokumentationszwecke und Auswertung zur
Verfügung stehen.
Kontakt
Kaeser Kompressoren AG
Tel.: +49 9561 6400
[email protected]
www.kaeser.com
Mühelose Instandhaltung
Dank des Konzepts „Maintenance in Place“
(MIP) können die von den geförderten Medien strapazierten Verschleißteile direkt am
Einsatzort der Pumpe mühelos ausgetauscht
werden – vom Betriebspersonal selbst und
ohne einen Rohrleitungs- und Antriebsdemontage. So lässt sich die Anlage schnell
wieder in einen Neuzustand bringen. Das
Gütesiegel „MIP“ ist damit der Beleg für die
langfristige Wirtschaftlichkeit der BörgerPumpe. Bei Bewital war ein Verschleißteilwechsel an der Hartfett-Pumpe bislang noch
nicht erforderlich.
Kontakt
Börger GmbH,
Borken-Weseke
Tel.: +49 2862 9103 0
[email protected]
www.boerger.de
Zahnradpumpen zur Trinkwasseraufbereitung
Zahnradpumpen von Scherzinger
werden in der Oberflächenwasseraufbereitung eingesetzt und
garantieren eine zuverlässige
Versorgung von Trinkwasser. Das
Wasser der Dreilägerbachtalsperre im Großraum Aachen, aus der
ca. 30 Mio. m³ Oberflächenwasser
pro Jahr kommen, wird mit Hilfe
der Zahnradpumpen der Baureihe
3030-5030 von Scherzinger aufbereitet. Der entscheidende Vorteil, warum der Kunde sich für den
Einsatz der Zahnradpumpen entschied, ist der Regelbereich von
1:100, wodurch mit einer Baugröße das erforderliche Dosierspekt-
rum abgedeckt werden kann. Je
nach Anwendungsfall ist die Baureihe 3030-5030 in den Werkstoffen Edelstahl, Hastelloy oder Titan
erhältlich. Um eine chemische
Beständigkeit der Dichtungen zu
gewährleisten, werden primär
FFKM-Dichtungen verwendet.
Kontakt
Pumpenfabrik Ernst Scherzinger
GmbH & Co.KG
Tel.: +49 7723 6506 12
[email protected]
www.scherzinger.de
11 • 2013 • 35
Wenn es mal exakt sein muss
Bei der Dosierung von Aromastoffen ist Messgenauigkeit gefragt
Etwa 300 verschiedene Brotsorten haben Bäcker hierzulande im Angebot. Im Jahr 2012 kauften private Haushalte in
Deutschland mehr als 1.9 Mio t Brot – dazu kommen viele andere Backwaren. Überall geben exakt dosierte Aromen
Geschmack und Duft die richtige Note. Und dafür sind u.a. Dosierpumpen von Prominent zuständig.
Heutzutage werden Backwaren
zu einem großen Teil maschinell
hergestellt. In vollautomatisierten Bäckereien werden in überdimensionalen Rührschüsseln die
Zutaten vermischt. Transportwagen fahren durch die Hallen und
zapfen an verschiedenen Stationen die Grundzutaten wie Mehl,
Zucker und Salz. Große Waagen
stellen die richtige Menge sicher.
Spezieller wird es, wenn es um
die Dosierung von flüssigen Stoffen geht. „Bei der Dosierung von
Aromastoffen ist Messgenauigkeit gefragt“, erklärt Maximilian Franke, Projektmanager für
F&B bei Prominent. „Erst die Aromen geben
Geschmack und Duft die richtige Note. Hier
muss die Menge exakt stimmen.“
Exaktes Dosieren und
hohe Förderleistung zählen
In diesem Industriezweig versorgt Prominent Kunden mit entsprechenden Anlagen,
und das über die deutschen Grenzen hinaus.
Beispielsweise eine Großbäckerei in Holland.
Sie produziert vor allem Donuts und setzt für
die Dosierung von Geschmacks- und Duftaromen die Dosierpumpe Sigma ein. Insgesamt sollen neun unterschiedliche Aromen
an verschiedenen Teigverarbeitungsstationen dosiert werden. „Der Kunde benötigte eine Pumpe, die exakt dosiert und gleichzeitig hohe Förderleistungen schafft“ erklärt
Franke. Das sind Anforderungen, die die Dosierpumpe Sigma zuverlässig erfüllt. „Da sich
die meisten Aromastoffe aber nicht in Wasser, sondern in Alkohol lösen, stellt das die
Produktion vor eine besondere Herausforderung: Verdampft Alkohol, entsteht eine leicht
entzündbare Luftmischung. Daher müssen in
der Produktion strenge Richtlinien für den
Umgang mit diesen Stoffen eingehalten wer-
36 •
11 • 2013
passung an sich ändernde Dosieraufgaben realisieren. Über
fünf Programmtasten werden
die einzelnen Pumpenfunktionen einfach eingestellt. Ein hintergrundbeleuchtetes LCD sowie
Leuchtdioden als Betriebs- oder
Störmeldeanzeige erteilen Auskunft über den jeweiligen Betriebszustand. In der Großbäckerei kommunizieren die Pumpen
über Profibus mit der Leitwarte
und werden von dort entsprechend angesteuert.
Abb. 1: Motordosierpumpen der Baureihe Sigma,
eingebaut in einen Container zur Aromendosierung
in einer Großbäckerei.
den. „Der Kunde benötigte daher eine dezentrale Dosierstation. Der Heidelberger Dosierpumpenspezialist entwickelte hierfür einen
fremdbelüfteten Container, in dem alle neun
Pumpen der Baureihe Sigma sowie die notwendigen Druckminderer und Manometer
vollständig, verrohrt und elektrisch verdrahtet, installiert wurden.
Angepasst dosieren
Mit den Motor-Membran-Dosierpumpen
Sigma/1, -2 und -3 verfügt Prominent über
eine durchgängige Produktfamilie, die den
Leistungsbereich von 17 – 1.030 l/h bei einem
Druck von 4 – 12 bar abdecken. Alle Pumpen
haben ein einheitliches Bedien- und Ansteuerungskonzept sowie Ersatzteilmanagement.
Es gibt sie als Basistypen ohne eigene interne Elektronik. In der beschriebenen Aromendosierung kommt jedoch die Pumpe mit integriertem Mikroprozessor zum Einsatz. Mit
ihr lässt sich, aufgrund einer optimalen Drehzahlregelung, eine schnelle und sichere An-
Sicher und genau
Die Sigma-Serie misst exakte Mengen ab –
die Reproduzierbarkeit der Dosierung bei definierten Bedingungen und korrekter Installation ist besser ± 2 %. „In dieser Bäckerei haben
wir durch geschicktes Verlegen von Rohrleitungen und Ventilen eine Genauigkeit von
besser als 1 % erreicht“, erklärt Franke. Und
noch mehr: Ein integriertes, hydraulisches
Überströmventil schützt die Pumpe vor Überlast ohne aufwändige Zusatzinstallation und
Kosten und ermöglicht ein problemloses Entlüften der Dosierpumpe während des Saugvorgangs. Zusätzlich sind die Pumpen mit
einer Doppelmembran mit Membranbruchsignalisierung ausgestattet. Damit kann selbst
bei einem Membranbruch das Dosiermedium
nicht unkontrolliert aus der Pumpe austreten oder in den Antrieb der Pumpe gelangen.
Michael Birmelin,
Marketing-Redakteur, Prominent Dosiertechnik
Kontakt
Prominent Dosiertechnik GmbH,
Heidelberg
Tel.: +49 6221 842 270
[email protected]
www.prominent.com
Membran-Flüssigkeitspumpe
Pumpen für den Polymerbereich
KNF ist mit der neuen Membran-Flüssigkeitspumpe NF
2.35 in den Bereichen Reinigungsindustrie, chemische
Industrie, Oberflächentechnik
und Brennstoffzellentechnik mit Reformingprozess
zu Hause. Schnelllaufende,
druckstabile Dosierungen
sind zwei wichtige Anforderungen, die von der NF 2.35
erfüllt werden. Der Quantensprung hin zu 16 bar wurde
durch das Herz der Pumpe - eine
FEM optimierte Membrane und
neue patentierte Ventile - realisiert. Die Ausrüstung mit PEEK
als Material für den Pumpenkopf
sowie EPDM und FFKM für die
Membrane und Ventile gewährleisten eine sichere Förderung
gerade auch von aggressiven
Chemikalien. Die sehr kompakten
Maße der NF 2.35 erleichtern den
Konstrukteuren die Integration in
die Geräte und helfen, wertvollen
Die neueste Generation der
Bauhreihen Booster- und Extru.
Booster-Pumpen von Witte zur
Druckerhöhung oder dem Austrag von Prepolymer- oder Polymerschmelze bieten durch
ihre kompakte aber äußerst robuste Bauart vielseitige Einsatzmöglichkeiten. Ausgelegt ist die
Bauhreihe für Durchsätze von
10–50.000 kg die Stunde, abhängig vom Medium und der
Pumpengröße. Die Ausstattung
mit DIN- oder wahlweise ANSIFlanschen, macht aufwendige
Umbauarbeiten beim Austausch
Platz zu sparen. Die Anschlüsse
sind als Schnellkupplung zur einfachen, werkzeuglosen Montage
ausgelegt.
Kontakt
in bestehenden Anlagen überflüssig. Durch das neue Design
können beispielsweise auch bestehenden Pumpen anderer Hersteller durch eine Witte-Pumpe,
im kompakteren Baumaß, aber
mit höherem Durchsatz ausgetauscht werden.
Kontakt
Witte Pumps & Technology GmbH
Tel. : +49 41 22 9287 54
[email protected]
www.witte-pumps.de
Leckagefreie Raffineriepumpe
KNF Neuberger GmbH
Tel.: +49 7664 5909 0
Fax.: +49 7664 2124
[email protected]
www.knf.de
Kleinste Druckdifferenzen
in Luft und Gasen exakt messen
Der Differenzdruck-Messumformer AccuSense ASL bietet eine
Linearität von besser ± 0,03 % bezogen auf den Messbereich. Ein
weiteres Highlight dieses Modells
ist sein äußerst geringer Gesamtfehler selbst bei großen Temperaturschwankungen: durch die digitale Kompensation beträgt der
typische Fehler im Temperaturbereich von –20 °C bis + 60 °C nur
0,25 %. Seine Langzeitstabilität
ist mit 0,15 % FS/Jahr spezifiziert.
Verfügbar ist dieses Modell mit
uni- oder bipolaren Messbereichen ab 500 Pa bzw. ± 250 Pa bis
zu 10 kPa und einsetzbar bei Systemdrücken von bis zu 1,7 MPa.
Die Messmembrane ist durch mechanische Anschläge geschützt,
so dass er Überlastungen bis zum
1000 fachen des Messbereiches
ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit übersteht. Es stehen
Versionen mit Ausgangssignalen
von 0…5 V, 0…10 V und 4…20 mA
zur Verfügung.
Kontakt
Synotech Sensor und Meßtechnik
GmbH
Tel.: +49 2433 44444015
[email protected]
www.synotech.de/Differenzdruck
Anfang September 2013 brachte KSB eine leckagefreie Magnetkupplungspumpe vom Typ
RPHmdp in Prozessbauweise auf
den Markt. Entwickelt wurde die
horizontale, quergeteilte Spiralgehäusepumpe in Südafrika
nach US-Standard API 685 mit
dem Ziel, die Wartungskosten zu
reduzieren und möglichst lange
Standzeiten zu erreichen. In der
Pumpe ist die langlebige Hydraulik der RPH-Pumpe mit einem
Magnetantrieb kombiniert. Zum
Einsatz kommt sie vor allem beim
Transport von gesundheitsschädlichen, benzolhaltigen Kohlenwasserstoffen, sowie saubere,
explosiven und toxischen teuren
Medien in petrochemischen Anlagen und Raffinerien. Je nach
Anforderung bezüglich Wirbelstromverlusten und Wirkungs-
grad stehen Spalttöpfe in unterschiedlichen Werkstoffen zur
Verfügung. Die Spalttopfausführung aus kohlefaserverstärktem PEEK z.B. sorgt für eine hohe
Korrosionsbeständigkeit und die
vollständige Vermeidung von
Wirbelstromverlusten. Der Lauf
der Pumpen ist sehr vibrationsarm. Die größte Fördermenge beträgt 300 m3/h und die maximale Förderhöhe liegt bei 270 m.
Die zulässige Betriebstemperatur
reicht von –40 °C bis +300 °C.
Kontakt
KSB Aktiengesellschaft
Tel.: +49 6233 860
Fax: +49 6233 86 34 16
[email protected]
www.ksb.com
11 • 2013 • 37
© Tatjana Balzer/fotolia.de
Sparen auf der ganzen Strecke
Adsorptionstrockner – Das Maß der Dinge in der Drucklufttrocknung
Wohin die Fokussierung auf den niedrigsten Einkaufspreis führt, kann man auch
in der Druckluftaufbereitungsbranche erkennen. Aber erst wenn man Qualität und
Lebenszykluskosten mit in die Rechnung einbezieht, wird das Kosten-Nutzen-Verhältnis positiv. Mit der neuen Varioblo Adsorptionstrockner-Baureihe von ultrafilter
etwa spart der Anwender Energie über den gesamten Lebenszyklus der Anlage.
In vielen Produktbereichen ist der Trend zu
einfachen und somit billigeren Produktentwicklungen zu beobachten. „Keep it simple
and stupid“ scheint die Devise einiger Anbieter zu sein. Statt mit qualitativ hochwertigen Produkten wird der Markt mehr und
mehr mit abgespeckten Lösungen bedient,
deren Funktion und Flexibilität auf ein Minimum reduziert werden. Auch billige Kopien
von bewährten und durchaus hochwertigen
Lösungen drängen mittlerweile in den Markt.
Investitionskosten sind
nur ein Teil der Gesamtkosten
Viele Marktbegleiter haben sich dem Diktat
des „Sparens um jeden Preis“ unterworfen.
Der Leidtragende ist der Anwender, dem der
trügerische Eindruck vermittelt wird, dass
scheinbar gleiche Qualität zu immer günstigeren Preisen zu bekommen ist. Die Enttäuschung ist meist vorprogrammiert. Es ist
naheliegend, dass in diesen Fällen weder die
Lebensdauer noch die Leistung und Zuverlässigkeit des Produktes zur Zufriedenheit
des Anwenders sein werden. Es ist durchaus tragisch, dass vielmals nicht berücksichtigt wird, dass gerade bei Druckluftaufbereitungs- Komponenten die Investitionskosten
nur einen geringen Anteil an den Lebenszykluskosten haben.
Mit anderen Worten: Wer bei der Investition spart, muss unter Umständen mit höheren Energie- und Wartungskosten rechnen
38 •
11 • 2013
Dipl.-Ing. Frank Müller,
COO, Ultrafilter
barkeit in den unterschiedlichen weltweiten
Klimazonen, und das bei maximal möglicher
Energieeffizienz. Das ist keinesfalls selbstverständlich, weil die unterschiedliche Feuchtebeladung der Umgebungsluft normalerweise eine Anpassung des Trockners an die
jeweiligen klimatischen Bedingungen erfordert und damit schon den Einsatz bestimmter
Baureihen ausschließt. Dies ist bei den hier
beschriebenen Anlagen nicht der Fall. Darüber hinaus wurden bei der Entwicklung
aber nicht nur energetische Aspekte, sondern
auch Vorgaben zur Betriebs-, Wartungs- und
Transportfreundlichkeit berücksichtigt.
Abb. 1: Die neue Adsorptionstrockner-Baureihe zeichnet sich durch innovative Konstruktionsmerkmale aus.
und zahlt letztlich mehr. Wer dagegen nicht
nur auf die (niedrigsten) Anschaffungskosten
schaut, sondern auch die voraussichtlichen
Kosten über den gesamten Lebenszeitraum
der Komponente bzw. der Anlage ermittelt
und sich zudem einen Eindruck von der Qualität der Komponenten und der Solidität des
Herstellers verschafft, kann sicher sein, dass
er Kosten sparen wird.
Universell einsetzbar – weltweit
So mit dem neuen Varioblo Adsorptionstrockner von ultrafilter. Zu seinen markanten
Eigenschaften gehört die universelle Einsetz-
Verschiedene Regenerationsmethoden
In der Grundausführung ist der Trockner
mit Elektroerhitzer, optional aber auch mit
Dampferhitzer erhältlich. Aufgrund der Anlagenausführung muss der Anwender sich
nicht schon bei der Investition festlegen,
sondern kann am Aufstellort des Trockners entscheiden, ob der Regenerationsbetrieb mit Umgebungsluft oder mit Spülluft
erfolgen soll. Diese Betriebsarten kann man
über die Steuerung einfach umschalten; der
Trockner ändert dann seine Betriebsweise
entsprechend. Das beinhaltet auch eine Umschaltung des Betriebsmodus im laufenden
Betrieb – immer dann, wenn die Umgebungsluft besonders feuchtebeladen sein sollte, wie
z. B. im Sommerbetrieb in südeuropäischen
Ländern.
Abb. 2: Die Option LOOP Kühlung für tropische
Bedingungen und garantierte Drucktaupunkte von
– 70 °C.
Abb. 3: Ein Frequenzumrichter sorgt für den richtigen Regenerationsluftvolumenstrom bei konstanter
Regenerationslufttemperatur.
Abb. 4: Ein Touch Panel sorgt für Transparenz an
der Mensch-Maschine-Schnittstelle und gibt dem Anwender auf einen Blick alle benötigten Informationen
über den Betriebszustand des Trockners.
Eine Ausführung mit Loop-Kühlung (d. h.
mit Gebläseluftkühlung über einen Wärmetauscher im geschlossenen Kreislauf) für
tropische Bedingungen bzw. für sehr tiefe
Drucktaupunkte besser als –70 °C) ist ebenfalls standardmäßig verfügbar. Selbst ein
späteres Nachrüsten auf diese Version, die ein
sehr effizientes Regenerieren auch bei extrem feuchten Umgebungsbedingungen ohne
Spülluftverluste ermöglicht, ist ohne großen
Aufwand möglich.
Energie verschwendet, entfällt ganz. In der
Konsequenz ergibt sich eine energiesparende
lineare Fahrweise. Zugleich sind aufgrund der
optimierten Regelung die Regenerationszyklen kürzer. Auch dies spart Energie.
Differenzdruck erzeugt wird wie in herkömmlichen Adsorptionstrockner mit Umkehrschaltung (sog. Druck- Vakuum Regeneration).
Umrichtersteuerung optimiert
Fahrweise des Trockners
Bei herkömmlichen Verfahren wird der Regenerationsluftvolumenstrom über eine starre
Drosselklappe eingestellt und die Regenerationslufttemperatur durch Zu- bzw. Abschalten
von einer oder mehreren Erhitzergruppen geregelt. Diese Art der Regelung hat allerdings
zur Folge, dass die Temperatur stark oszilliert
und der Erhitzer sehr oft zu- und abgeschaltet
wird, was zu hohen Belastungen der elektronischen Bauteile führt.
Die neuen Adsorptionstrockner umgehen
diesen konstruktiven Nachteil. Bei ihnen regelt ein Frequenzumrichter die Drehzahl des
Gebläse- Elektroantriebes und somit den Volumenstrom des Gebläses. Der Elektroerhitzer
wird zu Beginn der Regeneration zu 100 %
zugeschaltet und verbleibt bis zum Ende der
Desorptionsphase in diesem Zustand. Die erforderliche Regenerationslufttemperatur wird
dann punktgenau über den Volumenstrom
der Regenerationsluft geregelt. Eine Drosselklappe, die Differenzdruck erzeugt und somit
Effizienzverlust wird ausgegglichen
Die alternierende Regeneration des Trockenmittels in den beiden Behältern erfolgt im Gegenstrom zur Adsorptionsrichtung von oben
nach unten. Das ist effektiv, weil sich das am
meisten feuchtebeladene Trockenmittel im
unteren Teil des Behälters – am Eintritt während der Adsorptionsphase – befindet. Die
Kühlung mit Gebläseluft erfolgt dann verfahrensbedingt wieder im Gleichstrom. Stand
der Technik für die Umschaltung auf Kühlung
ist die Umkehrung der Gebläsedrehrichtung
(sog. Druck- Vakuum Regeneration). Nachteilig ist dabei, dass in der Umkehrrichtung
das Gebläse nur etwa 50 % der Luftleistung
bringt, weil die Lüftergeometrie an eine bestimmte Drehrichtung gebunden ist.
Die Betriebsweise des neuen Adsorptionstrockners gleicht diesen Effizienzverlust
aus. In der Umkehrrichtung wird der Motor
mit maximaler Frequenz und somit höchster Drehzahl betrieben. Die für die Umkehrrichtung ungünstige Lüftergeometrie kann
somit ausglichen werden. Der Kühlluftvolumenstrom ist etwa doppelt so hoch als bei
herkömmlichen Adsorptionstrockner mit
Umkehrschaltung (sog. Druck- Vakuum Regeneration). Und dabei wird sogar viel weniger Energie verbraucht, weil keine Drosselklappe installiert ist und somit nicht unnötig
Servicefreundliche Bauweise
Bei der Entwicklung der Baureihe haben die
Konstrukteure auch auf eine service-freundliche Bauweise geachtet. So ist der Trockenmittelwechsel bei diesen Anlagen ohne aufwändige Rohrleitungsdemontage möglich.
Statt einer kompletten Ringleitung muss nur
noch ein Rohrbogen entfernt werden. Hebezeuge sind dafür nicht mehr erforderlich. Alle
Komponenten sind gut geschützt angeordnet,
empfindlichen Komponenten wie Magnetventile, Druckschalter und Taupunktsensor
sind in einem zusätzlichen Ventilschrank untergebracht. Ein weiterer Vorteil, der unmittelbare Auswirkungen auf die Kosten hat, ist
die Tatsache, dass alle Modelle dieser neuen
Baureihe problemlos in Standardtransportmittel sogar nach Übersee transportiert werden können.
Die neue Baureihe ist serienmäßig für Volumenströme von 300 m³/h bis 10.000 m³/h
und Drucktaupunkte bis besser –70 °C entwickelt worden. Darüber hinaus sind größere Anlagen bis zu 100.000 m³/h als maßgeschneiderte Lösungen erhältlich.
Kontakt
Ultrafilter GmbH, Hilden
Tel.: +49 2103 3336 13
www.ultra-filter.de
11 • 2013 • 39
Drei in einem
Stromstörer, Wärmetauscher und Temperaturmessung in einem Bauteil
Der anhaltende Kostendruck, verursacht durch ständig steigende Rohstoff- sowie
Energiekosten, zwingt die Anlagenbetreiber zu permanenten Prozessverbesserungen und effizienterer Nutzung des Systems. Der PowerBaffle von Thaletec
ist ein multifunktionaler Stromstörer, der schnelleres Aufheizen und Abkühlen
im emaillierten Rührbehältern sowie in Rührbehältern aus anderen metallischen
Werkstoffen ermöglicht.
Hierbei kann auf einen externen Wärmetauscher, Pumpe sowie entsprechende Verrohrung verzichtet werden. Anwendungsgebiete
sind zum Beispiel Verfahren, bei denen es auf
eine optimale Temperaturführung im Reaktor ankommt oder bei denen mehr Wärme innerhalb kurzer Zeit zu- oder abgeführt werden soll.
Der Rührprozess mit seinen vielfältigen
Randbedingungen erfordert den Einsatz von
Stromstörern zur Optimierung der Rühraufgabe. Der PowerBaffle ist ein Stromstörer aus
emaillierten U-Rohren, die in einem engen
Abstand zueinander angeordnet sind. Dies
garantiert große Turbulenz und hohe Strömungsgeschwindigkeiten um die Rohre und
damit einen guten Wärmeübergang.
Der breite Querschnitt dieses Rohrbündels
bremst die durch den Rührer angetriebene
Flüssigkeit und erzeugt die für den Rührpro-
40 •
11 • 2013
zess so wichtige Störfunktion bzw. Änderung
der Strömungsrichtung. Die U-Rohre sind in
einem patentierten Verfahren in den Rohrboden eingeschrumpft und dichtungsfrei
sowie gas- und flüssigkeitsdicht mit diesem
verbunden. Die Frage nach der chemischen
Beständigkeit von Dichtelementen stellt sich
so nicht: Es gibt schlicht keine zusätzlichen
Dichtelemente, die eventuell Probleme bereiten könnten.
Wärmetransport innerhalb kurzer Zeit
PowerBaffles sind in unterschiedlichen Ausführungen und Größen für Rührbehälter bis
zu 40.000 l bei Kunden weltweit bereits seit
geraumer Zeit erfolgreich im Einsatz. Hauptanwendungsgebiete sind bisher Verfahren,
bei denen es auf eine optimale Temperatur-
Alexander Barkow,
Leiter Vertrieb und Marketing,
Thaletec
führung im Reaktor ankommt oder bei denen
viel Wärme innerhalb kurzer Zeit zu- oder abgeführt werden muss.
So besteht bei Polymerisationsprozessen
ein weites Anwendungsgebiet: Die optimalen
Oberflächeneigenschaften des Emails verhindern das Anbacken von Polymeren wirkungsvoll. Die einfache Reinigbarkeit der emaillierten Oberflächen stellt langfristig einen hohen
Wirkungsgrad des Stromstörers im Prozess
sicher. Die zusätzliche Wärmeaustauschfläche im Behälter verbessert die Wärmeabfuhr
bei der exothermen Polymerisation so weit,
dass Anwender von einer Produktivitätssteigerung von bis zu 50 % gegenüber der ursprünglichen Vorgehensweise bei sonst unveränderter Anlagenkonfiguration sprechen.
Aus rührtechnischer Sicht verhält sich ein
PowerBaffle wie ein konventioneller Stromstörer, d. h. der üblicherweise im Rührbehälter ein-
Abb. 1: Der PowerBaffle
ist mit der Temperatursonde Flexsens 100 ausgestattet
Abb. 3 (links): Emaillierter
Rührbehälter mit zweistufigem Rührsystem und
PowerBaffle
Abb. 2: Blick in einen emaillierten Rührbehälter mit PowerBaffle
gebaute Stromstörer kann entfallen und ohne
weiteres durch ein PowerBaffle ersetzt werden.
Dabei sind Störwirkung und damit der Leistungseintrag beim Rühren im Vergleich zum
konventionellen Stromstörer nahezu identisch.
Der PowerBaffle ist mit der Temperatursonde Flexsens 100 ausgestattet. Dieser Sensor
wird dazu in eines der Wärmetauscherrohre
eingesteckt. Der Stromstörer wird im Rührbehälter so montiert, dass die Temperatursonde
direkt angeströmt und eine Beeinflussung der
Messung durch die beheizten oder gekühlten emaillierten U-Rohre ausgeschlossen ist.
Die eingesteckten Pt100-Fühler können zur
Kalibrierung einfach demontiert werden. Der
Temperatursensor ist so positioniert, dass er
an der tiefst möglichen Stelle im Rührbehälter
misst. So können auch kleine Volumina sicher
erfasst und die Temperatur von Restmengen
im Rührbehälter ermittelt werden.
Der PowerBaffle vereint damit die Funktionen eines Stromstörers, einer Temperaturmesssonde und eines Wärmetauschers in
einem Bauteil und belegt hierbei nur einen
Behälterstutzen. Er ist so dimensioniert, dass
er in den Stromstörerstutzen eines Rührbehälters montiert und auch bei existierenden Apparaten einfach nachgerüstet werden
kann.
Rührbehälter ohne ein solches System. Dies
bedeutet, dass 1 m2 Austauschfläche des PowerBaffles einer vergleichbaren Austauschfläche von 3 m2 der Wand des Rührbehälters
entspricht. Bei dieser Betrachtung bleiben die
Strömungszustände und die Medien im Produktraum und in den Rohren unberücksichtigt. Durch die Wahl eines geeigneten, dem
Prozess angepassten Rührsystems lässt sich
noch eine weitere Verbesserung des Wärmeübergangs erzielen.
Hoher Wärmedurchgangskoeffizient
Mit dem emaillierten PowerBaffle lassen sich
Wärmeübergangskoeffizienten von bis zu
800 W/m2K erreichen. Vergleicht man den
Wärmeübergangskoeffizienten eines emaillierten Rührbehälters mit dem k-Wert des
emaillierten Stromstörers, so ergibt sich ein
bis zu dreifach höherer Wert als bei einem
Kontakt
Thaletec GmbH
Tel.: +49 3947 778 131
[email protected]
www.thaletec.com
11 • 2013 • 41
Verschlussmittel sichert
Isolationsfestigkeit
Elektroerhitzer als effiziente Alternative bei thermischen Veränderungen
im Prozessanlagenbau
Die für die jeweiligen Betriebsbedingungen notwendige Heizfläche ist bestimmender Faktor bei der Festlegung der erforderlichen Baugröße eines elektrischen Heizsystems. Welche Parameter sonst noch eine Rolle spielen, zeigt der Begleizheizungsspezialist Schniewindt in diesem Beitrag.
Die Berücksichtigung der geforderten Temperaturdifferenz zwischen Eintrittstemperatur und
gewünschter Austrittstemperatur
sowie die zu berücksichtigenden
Volumenströme unterscheiden
in der Konsequenz die Bauform
als einzügiges oder mehrzügiges
Anlagendesign.
Die wärmetechnische Auslegung eines Elektroerhitzers basiert ganz entscheidend auf den
Stoffdaten des zu erwärmenden
Mediums. Die durch den Erhitzer zu liefernde Energie überträgt
sich direkt und zu 100 % auf das
Medium, wichtig dabei ist, dass
die Temperatur der Heizelemente
42 •
11 • 2013
eine zulässige errechnete Grenztemperatur nicht überschreiten
darf. Die Konzentration auf eine
zu kleine Oberfläche führt zu
einer hohen spezifischen Oberflächenbelastung und kann sowohl
das Medium als auch die Heizelemente schädigen.
Überwachung der
Oberflächentemperatur
Neben der durch Rechnerprogramme gestützten theoretischen
Auslegung der Heizelemente sorgen unterschiedlich positionierte
Temperaturfühler für eine sichere
Überwachung der Oberflächentemperatur der Heizelemente.
Die dem Prozess vorgeschaltete Steuerungsanlage überwacht
die eingestellte maximale Temperatur und schaltet die gesamte Leistungsenergie des Erhitzers
ab, sobald ein kritisches Temperaturverhalten auffällig wird.
Intelligente Steuerungsanlagen
die kompatibel mit einem Erhitzerdesign konstruiert werden, ermöglichen heute eine gradgenaue
Programmierung mit der es möglich ist, Wärme nur dann zuzuführen, wenn sie auch erforderlich ist
– ein Beitrag zur Energieeffizienz
in prozesstechnischen Anlagen.
Für die Wärmeübertragung werden in erster Linie elektrische
Rohrheizkörper mit Metallmantel verwendet. Der Rohrheizkörper ist ein Heizelement dessen
Heizleiter wendelförmig verarbeitet wird und aus hochwertiger
Chromnickellegierung besteht.
Diese Heizwendel ist zentrisch
in einem Edelstahlrohr positioniert. Das Volumen zwischen
Heizwendel und Rohrmantel
wird mit Magnesiumoxid verfüllt und anschließend hochverdichtet. Das Magnesiumoxid ist
allerdings hygroskopisch und
nimmt die Feuchtigkeit aus der
Luft rasch auf. Dadurch kann sowohl der Isolationswiderstand
als auch die Prüfspannungsfestigkeit stark gemindert werden.
Zur Vermeidung dieser Feuchtigkeitsaufnahme verwendet der
Hersteller ein eigens entwickeltes Verschlussmittel und sichert
somit eine Isolationsfestigkeit im
hohen Gigaohmbereich.
Rohrheizkörper nach diesem Fertigungsverfahren werden in den Rohrdurchmessern
8,5 mm,11,5 mm und 16 mm
hergestellt. Die Entscheidung,
welcher Rohrdurchmesser Verwendung findet hängt ganz entscheidend von den geforderten
Betriebsbedingungen ab. Ebenso entscheidend ist die Auswahl
des zu verwendenden Rohrheizkörpermaterials, in aller Regel
hochwertige Edelstahlwerkstoffe
die den aufzuheizenden Stoffen
und den thermischen Bedingungen angepasst sind.
Die mechanische Verbindung
eines
Rohrheizkörpers
mit
der Flanschplatte eines Erhitzers erfolgt über eine Löt- oder
Schweißverbindung. Da solche
Erhitzer nicht selten in druckführenden Anlagen eingebaut
werden, setzt der Hersteller auf
absolute Schweißkompetenz dokumentiert durch die HP0 Zulassungen des Schweißteams.
Neben den Rohrheizkörpern
werden insbesondere für Anlagen in denen extrem hohe Betriebsdrücke Berücksichtigung
finden müssen, sogenannte Makroheizkörper eingesetzt.
Diese Heizelemente unterscheiden sich von den Rohrheizkörpern durch einen größeren Rohrdurchmesser, 31,0 mm,
31,5 mm oder 32 mm, und stärkeren Rohrwandungen.
Nicht selten ist es erforderlich,
Elektroerhitzer in explosionsgefährdeten Bereichen der Ex-Zonen (1, 2, 20 und 21) zu installieren. Bei diesen Anwendungen
wird der Heizflansch in druckfestgekapselter Ausführung der
Zündschutzart Exde (druckfest)
oder in einer Ausführung ExeIIC
(erhöhte Sicherheit) mit entsprechenden Bescheinigungen unterschiedlicher Zertifizierungsstellen konstruiert.
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Praxisnähe ist? Dann haben Sie den passenden Partner gefunden:
Mit Wärme in kompakter Anlage kühlen
In
Zusammenarbeit
mit der TU Berlin wird
Bälz im Jahr 2015 eine
Absorptionskälteanlagen (AKA) vorstellen,
die wesentlich kompakter und effizienter ist, als bisher auf
dem Markt befindliche
Geräte. Sie lässt sich
nachträglich in bereits
bestehende
Bauten
einbauen. Andererseits
eignen sich ihre vergleichsweise
geringen Leistungsbereiche
von ca. 50 bis 160 kW
auch für eine dezentrale Anwendung innerhalb von Gebäuden. Die abhängig von ihrer
Größe Biene bzw. Hummel (s.
Abb.) genannte, Absorptionskältemaschine arbeitet mit Wasser
als Kältemittel und in Wasser gelöstem Lithiumbromid als Absorbens. Relativ niedrige Antriebstemperaturen reichen aus, um
mit Wärme bzw. Abwärme Kaltwassertemperaturen bis etwa 5 °C
zu erreichen. Je nach Bedarf kön-
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Aufbereiten von Batteriemassen
nen die AKAs als Wärmepumpe
innerhalb der Heizungsanlage
arbeiten. Die TU Berlin betreibt
bereits in einem öffentlich geförderten Projekt bundesweit 15
Anlagen im Feldtest.
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Der Bedarf an Lithium-Ionen
Akkus nimmt stetig zu. AVA
hat für eine Vielzahl von Prozessen bei Herstellung wie Recycling von Li-Ionen Akkus
Prozessanlagen entwickelt. Für
einen Kunden in Asien hat das
Herrschinger Unternehmen
einen Hochtemperatur-Labormischer geliefert. Er ist mit
einem elektrischen Heizsystem
ausgestattet und erreicht Manteltemperaturen von 700 °C.
Der Apparat bietet zusätzlich
die Möglichkeit ein hohes Vakuum anzulegen, dies ermöglicht
abhängig vom Material Wassergehalte von wenigen ppm zu erzielen. Es besteht zusätzlich die
Möglichkeit Flüssigkeiten einzusprühen um beispielsweise einen
Coating Prozess zu realisieren.
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AVA- Huep GmbH u. Co.KG
Tel.: +49 8152 9392 41
[email protected]
www.ava-huep.de
11 • 2013 • 43
Quer zum Strom
Bandtrockner für hohe Dauerbeanspruchung
Abb. 1: Blick in einen Bandtrockner
Bandaggregate werden zur Trocknung und Kühlung unterschiedlich beschaffener Produkte eingesetzt. Das zu trocknende – und oder kühlende Produkt hat,
je nach Industriezweig, eine unterschiedliche physikalische Beschaffenheit, und
reicht von Granulat, Expandat, Extrudat, über Pellets und Briketts bis zu pastösen Produkten. Bandaggregate eignen sich also für viele Industrieanwendungen. Bei dem Reinbeker Hersteller Amandus Kahl stehen für Versuche zur Auslegung und Projektierung ein Bandtrockner und ein Simulator im hauseigenen
Technikum zur Verfügung.
Der Antrieb erfolgt durch drehzahlverstellbare Getriebemotoren, dadurch sind Schichthöhe und Verweilzeit einstellbar. Feingut,
das durch die Roste fällt, wird durch Bürsten
zum Ende des Bandaggregates transportiert
und ausgetragen. Die Bandaggregate besitzen eine sehr hohe Leistung je Flächeneinheit, Schichthöhen von bis zu 300 mm sind
möglich.
Auswahl des geeigneten Verfahrens
Die Trocknung / Kühlung erfolgt im Querstromprinzip. Die Kalt / Warmluft strömt
durch das Bandaggregat, von unten quer
zur Laufrichtung des Förderbandes, durch
das Produkt nach oben. Bei mehrstöckigen
Bandaggregaten tritt zusätzlich ein Gegenstromeffekt ein. Für produktgerechte Technologien werden die Bandaggregate in unterschiedlichen Kombinationen eingesetzt.
Parameter für die Auslegung sind z. B. Produktart, Durchsatzleistung, Temperatur, Anfangsfeuchte, Wasserentzug, Prozessluftzustand und Beheizungsart.
44 •
11 • 2013
Baukastensystem
Bandaggregate von Kahl werden im Baukastensystem zu kleinen und großen Einheiten
zusammengesetzt. Nachträgliche Erweiterungen sind durch Verlängerungen und Aufstockungen möglich. Zwei Standardbreiten stehen zur Verfügung, 1.750 mm oder 2.250 mm
breit, 875 mm hoch (pro Sektion), Sonderbreiten sind lieferbar. Das Transportband besteht aus Edelstahl – Plattenrosten, die mit
außenliegenden Förderketten verschraubt
und leicht auswechselbar sind.
Die richtige Auswahl des Verfahrens und die
Auslegung der Anlage unterliegen klimatischen und betrieblichen Bedingungen sowie
den Anforderungen, die das Produkt nach
Verlassen des Bandaggregates erfüllen soll.
Verfahrenstechnik Kühlen
Das Kühlen mit Umgebungsluft eignet sich
für alle Schüttgüter. Die Kühlung mit Luft erfolgt durch zwei physikalische Vorgänge:
1.Konvektionskühlung durch Wärmeaustausch zwischen Produkt und Luft
2.Verdunstungskühlung durch Entzug der
Verdunstungswärme aus dem Produkt
Dem Material wird kalte, klimatisierte Luft zugeführt.
Empfehlenswert bei empfindlichen Produkten oder zur Steigerung der Kühlerleistung.
Verfahrenstechnik Trocknen
Abb. 2: Ein Kahl-Bandaggregat-Trockner
▪▪ Kühlung mit Außenluft
Das Kühlergebnis ist abhängig
von Temperatur und Feuchtigkeit des Produktes und der
Außenluft, da die installier-
te Luftleistung meist konstant
ist, kann sie durch die Kühlzeit
beeinflusst werden.
▪▪ Kühlung mit klimatisierter
Luft und K
ühlluftmenge
Das Trocknen mit Prozessluft
eignet sich für Produkte mit
hoher Feuchte, die mit etwas
höherer Temperatur eingelagert
oder weiterverarbeitet werden
dürfen. Die Beheizung erfolgt
entweder indirekt durch Wärmeaustauscher, Dampf - Lufterhitzer oder durch direkt oder
indirekt befeuerte Lufterhitzer
(Beheizung durch Gas oder Öl).
Die Prozessluft, direkt oder indirekt erhitzt, wird durch die Produktschicht geführt, wobei die
Prozesslufttemperatur je nach
Verfahrenstechnik
bestimmt
werden kann.
▪▪ Kombiniertes Trocknen / Kühlen
Für Produkte mit hoher Feuchte, die auf niedrige Lagertemperatur gekühlt werden müssen. Beide Prozesse finden in
einem Bandaggregat statt, die
in unabhängig voneinander
arbeitenden Trockner – und
Kühleretagen unterteilt sind.
▪▪ Trocknen und Kühlen
im Umluftsystem
Zur schonenden Behandlung
empfindlicher Produkte mit
niedriger Endtemperatur.
Umluftsysteme führen, durch
geringere Abluftmengen beim
Trocknen und Kühlen, sowie dem
kombinierten Verfahren, zur Reduzierung von Emissionen und
Wärmeverlusten. Die anteilige
Um
luftmenge ist einstellbar.
Durch Minderung der Prozess
geschwin
digkeit werden empfindliche Produkte geschont.
Fritz A. Kahl,
Leiter Marketing, Amandus Kahl
Kontakt
Amandus Kahl GmbH & Co. KG,
Reinbek
Tel.: +49 40 727 710
[email protected]
www.akahl.de
Poröses, leitfähiges Kohlenstoffpulver
Porocarb heißt die neue
Produktfamilie von porö
sen leitfähigen Kohlenstoffpulvern, des Geschäftsbereichs Quarzglas
von Heraeus. Die Kohlenstoffpartikel besitzen
Poren zwischen 10 und
1000 nm und ein Poren
volumen von bis zu
2,5 cm3/g. Durch seine
besondere Porengrößen
verteilung kann mit Poro
carb erstmals ein makroporöser
Kohlenstoff in elektrochemischen
Speichersystemen zur Verbesserung der ionischen Leitfähigkeit
in Elektroden eingesetzt werden.
Interessante Anwendungen sind
der Einsatz als leistungssteigernder Zusatz in Lithium-Batterien
oder als poröses, oberflächenaktives Trägermaterial für Brenn-
stoffzellen-Katalysatoren. Die
Zugabe von Porocarb-Pulvern
als Additiv in Elektrodenformulierungen bewirkt, dass auch
nach der Elektrodenverdichtung
lokal Bereiche mit hoher Porosität vorhanden sind. Dies führt zu
einer Verbesserung der effektiven
Ionenkinetik bei hoher Elektrodendichte. Damit kann nun die
Elektrodenschichtdicke
ohne Leistungseinbußen verdoppelt werden.
Der Kapazitätsverlust
(Fading) aktueller Zellen aufgrund fortschreitender Anodendegradation sollte durch den
hohen Anteil an Makroporen ebenfalls vermindert werden. Die Porosität der einzelnen Partikel
führt nach Verdichtung
zusätzlich zu einer erhöhten mechanischen Stabilität der Gesamtelektrode.
Kontakt
Heraeus Quarzglas
Tel.: +49 6181 35 7296
www.heraeus-porocarb.com
TAUCHSIEDER
FASSARMATUREN
Will &
Hahnenstein GmbH
Talbahnstr. 1, 57562 Herdorf
Tel. (02744) 9317-0, Fax 9317-17
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11 • 2013 • 45
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Tel. 06154/6998-0
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FAB GmbH
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[email protected]
Tel.: +49 7741 9676 0
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Gebrüder Stöckel KG
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Fax: 06163/9303-50
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Tel.: 06221/842-0, Fax: -617
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D-77756 Hausach
Tel. 07831/77-0 Fax 07831/77-209
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Dosierschnecken
Bayer AG
Bayer Technology Services,
PT-PT-SLS/WWT, Geb. E 41
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Tel.: +49 (0) 214/3057607
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Beer Fördertechnik
64739 Höchst
Tel.: 06163/9303-30
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Beer Fördertechnik
64739 Höchst
Tel.: 06163/9303-30
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76131 Karlsruhe
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Vogelbusch Biocommodities GmbH
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Tel.: +431/54661, Fax: 5452979
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Evaporation, Separation
Adsorption, Chromatographie
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Biotechnologie
Labortechnik
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Debottlenecking von Anlagen
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Debottlenecking von Filtern
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Mechanische
Verfahrenstechnik
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Chemische
Reaktionstechnik
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Tel. 07831/77-0 Fax 07831/77-209
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Fest-/Flüssig-Trennung
Big Bag Füll- und Entleersystem
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Palas® GmbH
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Tel.+49/6232/3151-31
Fax +49/6232/3151-35
[email protected]
www.deltafilter.com
Kantenspaltfilter
74653 Ingelfingen
Tel.: 07940/10-91111 Fax: 91448
www.buerkert.de
Magnetfilter & Metallsuchgeräte
Goudsmit Magnetics Systems B.V.
Hutsiebe
Siebmaschinen
•
Bokela GmbH
Tullastr. 64
76131 Karlsruhe
Tel. +49 (721) 9 64 56–0, Fax: –10
[email protected]
www.bokela.com
Durchflussmessung
Postfach 18 / Petunialaan 19
NL 5580 AA Waalre
Niederlande
Tel.: +31-(0)40-2213283
Fax: +31-(0)40-2217325
www.goudsmit-magnetics.nl
[email protected]
GKM Siebtechnik GmbH
Felix Wankel Str. 11
74915 Waibstadt
Tel. +49-7263-40972-0
Fax +49-7263-40972-29
[email protected], www.gkm-net.de
GEMÜ Gebr. Müller
D-74653 Ingelfingen
Tel.: +49 (0) 79 40 / 123 0
Vibrationstechnik
Korngrößenanalyse-Systeme
Mikrofiltration
•
Bokela GmbH
Tullastr. 64
76131 Karlsruhe
Tel. +49 (721) 9 64 56–0, Fax: –10
[email protected]
www.bokela.com
DELTAFILTER
Im Neudeck 10
D-67346 Speyer
Tel.+49/6232/3151-31
Fax +49/6232/3151-35
[email protected]
www.deltafilter.com
pneumatische Vibratoren + Klopfer
VIBRATIONSTECHNIK
atech innovations gmbh
Am Wiesenbusch 26
45966 Gladbeck
Tel.: 02043/9434-0, Fax: -34
[email protected]
Redcarstr. 18 y 53842 Troisdorf
Tel. +49 (0)2241/1696-0, Fax -16
[email protected] y www.aldak.de
Zentrifugen
Palas® GmbH
Greschbachstr. 3b
D-76229 Karlsruhe
Tel.: +49 721/96213-0, Fax: -33
[email protected]
http://www.palas.de
Leitfähigkeitsmessung in Flüssigkeiten
DELTAFILTER
Im Neudeck 10
D-67346 Speyer
Tel.+49/6232/3151-31
Fax +49/6232/3151-35
[email protected]
www.deltafilter.com
Jahns Regulatoren GmbH
Sprendlinger Landstr. 150
63069 Offenbach
Tel.: 069/848477-0, Fax: 848477-25
[email protected]
www.jahns-hydraulik.de
Messtechnik
Bokela GmbH
Tullastr. 64
76131 Karlsruhe
Tel. +49 (721) 9 64 56–0, Fax: –10
[email protected]
www.bokela.com
Rührwerke
Bokela GmbH
Tullastr. 64
76131 Karlsruhe
Tel. +49 (721) 9 64 56–0, Fax: –10
[email protected]
www.bokela.com
Hamilton Bonaduz AG
Via Crusch 8
CH-7402 Bonaduz
Tel: 0041/81/6606060 Fax: 6606070
[email protected]
www.hamiltoncompany.com
11 • 2013 • 49
Bokela GmbH
Tullastr. 64
76131 Karlsruhe
Tel. +49 (721) 9 64 56–0, Fax: –10
[email protected]
www.bokela.com
Kontinuierliche Drehfilter
•
Filterapparate
•
•
•
Partikelcharakterisierung
Micromeritics GmbH
Erftstr. 54
41238 Mönchengladbach
Tel.: 02166/987-0, Fax: -88
[email protected]
http://www.micromeritics.com
Partikelgröße, Sedimentation,
Oberfläche, Poren u. Dichte
Hamilton Bonaduz AG
Via Crusch 8
CH-7402 Bonaduz
Tel: 0041/81/6606060 Fax: 6606070
[email protected]
GHS Vakuumtechnik GmbH
Industriestraße 8
57572 Niederfischbach
Tel. 02734/5780-0 · Fax 02734/5780-26
[email protected]
www.ghs-vakuumtechnik.de
www.voetsch.info · [email protected]
Gas – Gas Wärmeaustauscher
Verdampfer
Palas® GmbH
Greschbachstr. 3b
D-76229 Karlsruhe
Tel.: +49 721/96213-0, Fax: -33
[email protected]
http://www.palas.de
Thermische
Verfahrenstechnik
Partikelmessgeräte für Luft und Gase
Abluftreinigungsanlagen
Envirotec® GmbH
63594 Hasselroth
06055/88 09-0
Palas® GmbH
Greschbachstr. 3b
D-76229 Karlsruhe
Tel.: +49 721/96213-0, Fax: -33
[email protected]
http://www.palas.de
[email protected] · www.envirotec.de
www.venjakob-umwelttechnik.de
[email protected]
Hamilton Bonaduz AG
Via Crusch 8
CH-7402 Bonaduz
Tel: 0041/81/6606060 Fax: 6606070
[email protected]
Hamilton Bonaduz AG
Via Crusch 8
CH-7402 Bonaduz
Tel: 0041/81/6606060 Fax: 6606070
[email protected]
Trockner
Pink GmbH
Thermosysteme
Am Kessler 6, DE-97877 Wertheim
Tel. 09342/919-0
Fax 09342/919-111
[email protected]
www.pink.de
pH-Messung
•
Filter-Trockner
Partikelmessgeräte für Flüssigkeiten
Sauerstoffmessung in Flüssigkeiten
•
Wasseranalytik
WK Wärmetechnische Anlagen
Kessel- und Apparatebau
GmbH & Co. KG
Industriestr. 8–10
D-35582 Wetzlar
Tel.: +49 (0)641/92238-0 · Fax: -88
[email protected]
www.wk-gmbh.com
Prozessluftklappen, thermisch
Vakuumsysteme
www.vacuum-guide.com
Dampferzeugung
Vakuumpumpen und Anlagen
Alle Hersteller und Lieferanten
Vakuumtrockner
Ventile
Wir machen Dampf
GEMÜ Gebr. Müller
D-74653 Ingelfingen
Tel.: +49 (0) 79 40 / 123 0
50 •
11 • 2013
CERTUSS Dampfautomaten
GmbH & Co. KG
Hafenstr. 65
D-47809 Krefeld
Tel.: +49 (0)2151 578-0
Fax: +49 (0)2151 578-102
www.certuss.com
Pink GmbH
Thermosysteme
Am Kessler 6, DE-97877 Wertheim
Tel. 09342/919-0
Fax 09342/919-111
[email protected]
www.pink.de
GIG Karasek GmbH
Neusiedlerstrasse 15-19
A-2640 Gloggnitz-Stuppach
phone: +43/2662/427 80
Fax: +43/2662/428 24
www.gigkarasek.at
Wärmekammern
Will & Hahnenstein GmbH
D-57562 Herdorf
Tel.: 02744/9317-0 · Fax: 9317-17
[email protected]
www.will-hahnenstein.de
Index
ABB Automation 13
Abel 30
Aldak Vibrationstechnik
49
Allweiler GmbH
46
Amandus Kahl Group 44
Atech Innovations
49
AVA- Huep 43
Bälz & Sohn 43
Bayer48
Beer Fördertechnik
48
Beinlich Pumpen
47
Bokela
46, 48, 49
Börger 34
Buddeberg 31
Bürkert
47, 49
Bürkle 28
CEM 12
Certuss Dampfautomaten
50
Cimaka International
46
Cofely10
COG – C. Otto Gehrckens
46
Compair Drucklufttechnik
46
Comsol Multiphysics 11
Dechema 10, 12
Deltafilter Filtrationssysteme
48, 49
Denios 25
Eichholz Silo- und Anlagenbau
48
Endress + Hauser 10, 12
Envirochemie
46, 47
Envirotec50
FAB Fördertechnik und Anlagenbau
46, 48
Feluwa Pumpen
46, 47
Fike - Deutschland
46
Findeva 3
Flottweg49
Flowserve Flow Control
46
Friedrich See
47
Frost & Sullivan 20
GDCh10
GEA Refrigeration Technologies 11
Gebr. Ruberg 13
Gebr. Stöckel
46
Gemü
46, 47, 49, 50
Georg Fischer Piping Systems
10
GHS Vakuumtechnik
50
GIG Karasek
50
GKM Siebtechnik
49
Goudsmit Magnetics Systems
49
Grundfos Pumpenfabrik 31
Hamilton Bonaduz
49, 50
Haus der Technik 10, 2.US
Heraeus Holding 45
Hs-Umformtechnik47
Huber Kältemaschinenbau 5
Industrie-Technik Kienzler
46, 47
Jahns Regulatoren
46, 49
Jessberger
29, 47
Juchheim Laborgeräte
48
Jumo 10, 43
Kaeser Kompressoren 35
Karlsruher Institut für Technologie
10, 16
Klasmeier Kalibrier- und Messtechnik
10
Impressum
Fachbeirat
Prof. Dr. techn. Hans-Jörg Bart,
TU Kaiserslautern
Dr. Jürgen S. Kussi,
Bayer Technology Services, Leverkusen
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Peukert,
Universität Erlangen-Nürnberg
Prof. Dr. Thomas Hirth,
Fraunhofer-Institut IGB, Stuttgart
Prof. Dr. Ferdi Schüth, Max-Planck-Institut
für Kohlenforschung, Mülheim
Prof. Dr. Roland Ulber, TU Kaiserslautern
Dipl.-Ing. Eva-Maria Maus,
Glaskeller, Zürich, Allschwil/CH
Dr.-Ing. Martin Schmitz-Niederau,
Uhde, Dortmund
Prof. Dr. Norbert Pfeil, Bundesanstalt für
Materialforschung und ‑prüfung, Berlin
Abonnenten-Service
Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
D-69451 Weinheim
Tel.: 0800 1800536
[email protected]
Erscheinungsweise 2013
10 Ausgaben im Jahr
Druckauflage 26.000
(IVW Auflagenmeldung
Q3 2013: 25.623 tvA)
Herstellung
Christiane Potthast
Kerstin Kunkel (Anzeigen)
Vassilios Ekoutsidis (Layout)
Ruth Herrmann (Layout)
Maria Ender (Layout)
Elke Palzer (Litho)
Herausgeber
GDCh, Dechema e. V., VDI-GVC
Verlag
GIT VERLAG
Boschstraße 12, 69469 Weinheim
Tel.: 06201/606 0, Fax: 06201/606 792
[email protected], www.gitverlag.com
Geschäftsführer
Jon Walmsley, Bijan Ghawami
Director
Roy Opie
Chefredakteur
Wolfgang Sieß
Tel.: 06201/606-768
[email protected]
Redaktion
Dr. Michael Reubold
Tel.: 06201/606-745
[email protected]
Dr. Volker Oestreich
[email protected]
Redaktionsassistenz
Beate Zimmermann
Tel.: 06201/606-764
[email protected]
Bezugspreise Jahres-Abonnement 2013
10 Ausgaben 182 €, zzgl. MwSt.
Schüler und Studenten erhalten
unter Vorlage einer gültigen Bescheinigung
50 % Rabatt.
CITplus ist für Abonnenten der Chemie
Ingenieur Technik im Bezugspreis enthalten.
Im Beitrag für die Mitgliedschaft bei
DECHEMA e. V. und VDI-Gesellschaft
Chemieingenieurwesen und Verfahrens
technik (GVC) ist der Bezug der Mitgliederzeitschrift CITplus enthalten. Anfragen und
Bestellungen über den Buchhandel oder
direkt beim Verlag (s. o.).
KNF Neuberger 37
Knick Elektron. Meßgeräte 6, 9, Titelseite
Körting Hannover 47
KSB 13, 37, 46
Lutz Pumpen 36, 46
Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer
technischer Systeme
16
Membrane-guide46
Micromeritics50
Netter Vibration
49
Netzsch Pumpen & Systeme 33
Norres47
Nsb Gas Processing
50
Palas
46, 49, 50
Paul Bungartz 26
Pepperl + Fuchs 13
Phoenix Contact 18
Pilatus Filter
49
Pink Thermosysteme
50
Proceng Moser
47
Prominent Dosiertechnik
48
Pumpen Center Wiesbaden
46
Pumpenfabrik E. Scherzinger 35
Rauscher 25
Richter Chemie-Technik
46, 47
Schniewindt 42
Siemens 13
Sigmar Mothes Hochdrucktechnik
48
Simatec46
SPPC 21
Synotech Sensor- und Messtechnik 37
Abbestellung nur bis spätestens
3 Monate vor Ablauf des Kalenderjahres.
Produktion
GIT VERLAG
Boschstraße 12
69469 Weinheim
Bankkonten
Commerzbank AG Darmstadt
Konto Nr.: 01 715 501 00 BLZ: 508 800 50
Anzeigen
Zurzeit gilt die Anzeigenpreisliste
Nr. 8 vom 1. Oktober 2013
Roland Thomé (Leitung)
Tel.: 06201/606-757
[email protected]
Systec Controls Mess- und Regeltechnik 25
Technische Akademie Wuppertal
10
Technische Universität Berlin
16
Technische Universität Darmstadt
16
Technische Universität München
16
Thaletec 40
Thermotec50
TMT Technik-Methode-Training
46
TÜV Süd Chemie Service 23
Ucon48
Ulrich Etiketten
46
Ultrafilter 38
VDI Ges. Verfahrenstechnik und
Chemieingenieurwesen 14, 15
VDI Wissensforum 10, 12
Venjakob50
Vogelbusch48
Voith Industrial Services Holding 11
Volkmann 25
Volkswagen16
Vötsch50
Walther-Präzision47
Watson Marlow 29
Wesemann48
Westfalen 11
Wiese48
Will & Hahnenstein 45, 50
Witte
37, 47
WK Wärmetechnische Anlagen-,
Kessel- und Apparatebau
50
Zeppelin Silos & Systems 12
Thorsten Kritzer
Tel.: 06201/606-730
[email protected]
Marion Schulz
Tel.: 06201/606-565
[email protected]
Sonderdrucke
Bei Interesse an Sonderdrucken, wenden
Sie sich bitte an die Redaktion.
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Die namentlich gekennzeichneten Beiträge stehen
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