Drehkolbengebläse und Drehkolbenverdichter Empfindliche Lebensmittel pneumatisch fördern – mit Drehkolbengebläsen und Drehkolbenverdichtern

Autor / Redakteur: Norbert Barlmeyer / Dr. Jörg Kempf

Von der Einlagerung des Rohkaffees bis zur Packmaschine: Lesen Sie, wie ölfreie Förderluft mit Über- und Unterdruck in einer Kaffee-Großrösterei dafür sorgt, dass das Lieblingsgetränk Nr. 1 vieler Menschen „wohlbehalten“ die verschiedenen Verfahrensschritte in der Herstellung durchläuft. Die Experten der Aerzener Maschinenfabrik machen’s mit ihren Drehkolbengebläsen und Drehkolbenverdichtern möglich.

Firmen zum Thema

Probat wurde 1868 gegründet. Bisher hat das Unternehmen mehr als 110.000 Röstmaschinen in alle Welt geliefert. Heute ist Probat nach eigenen Angaben Weltmarktführer bei Kaffee-Röstmaschinen.
Probat wurde 1868 gegründet. Bisher hat das Unternehmen mehr als 110.000 Röstmaschinen in alle Welt geliefert. Heute ist Probat nach eigenen Angaben Weltmarktführer bei Kaffee-Röstmaschinen.
(Bild: Probat)

Die weltweit aufgestellten Probat-Werke im niederrheinischen Emmerich konzentrieren sich seit der Gründung im Jahr 1868 auf Röstmaschinen und -Anlagen für die Kaffee- und Nahrungsmittelindustrie. Für den Transport sowohl des Rohkaffees als auch des gerösteten Kaffees bevorzugt das Unternehmen die pneumatische Förderung. Diese Förderluft muss absolut ölfrei sein, da sie mit dem Produkt direkt in Berührung kommt.

Pneumatische Transportschritte

Für die pneumatische Förderung des Kaffees zwischen den einzelnen Verfahrensschritten wird Förderluft sowohl als Über- wie auch als Unterdruck benötigt. Im neuen Probat Forschungs- und Technologiezentrum wird sie durch zwei Aerzener Drehkolbengebläse und einen Aerzener Drehkolbenverdichter Delta Hybrid erzeugt. Von der Entleerung des Lkw bzw. einer Big-Bag-Station bis zur Mahlanlage sind im Allgemeinen folgende Förderphasen erforderlich:

Bildergalerie
Bildergalerie mit 12 Bildern

1. Stufe: Einlagerung des Rohkaffees in die Silos mit Überdruck

Zur Lkw-Entleerung verwendet man herkömmliche stationäre Schraubenverdichter oder fahrbare Verdichtersysteme. Der Rohkaffee wird dabei mit einem Überdruck zwischen 1000 und 2000 mbar aus dem Silofahrzeug in das Fördersilo transportiert. Die Einlagerung über eine Big-Bag-Station oder eine Sackaufgabe erfolgt mit einem Drehkolbengebläse.

2. Stufe: Transport zur Röstmaschine mit Überdruck

Nachdem die in den Silos gelagerten unterschiedlichen Rohkaffeesorten rezeptbezogen zusammengeführt und verwogen wurden, fördert ein Aerzener-Drehkolbengebläse des Typs „Delta Blower GM 25 S Generation 5“ den Rohkaffee mit Überdruck pneumatisch über eine Rohrleitung zur Röstmaschine.

3. Stufe: Transport zu den Röstkaffee-Silos und zur Absackstation mit Unterdruck

Die jetzt besonders empfindlichen gerösteten Bohnen werden z.B. im neuen Technikum mit einem Delta-Hybrid-Drehkolbenverdichter zu den Silos und damit zur Absackstation gesaugt. Den erforderlichen Unterdruck erzeugt ein Aerzener-Drehkolbenverdichter der Baureihe Delta Hybrid D 12 S.

4. Stufe: Transport zur Mahlanlage mit Überdruck

Wenn die Bohnen nach dem Rösten nicht zwischengelagert und abgesackt, sondern in einer Mahlanlage gemahlen werden sollen, werden sie dorthin mit Überdruck gefördert. Den für diesen Transport zur Mahlanlage erforderlichen Überdruck liefert ebenfalls das bereits in Stufe 3 erwähnte Aerzene-Delta-Hybrid-Aggregat D 12 S. Der neue Delta Hybrid wurde speziell für Probat für die Anwendung im neuen Forschungs- und Technologiezentrum für die gleichzeitige Erzeugung von Über- und Unterdruck eingesetzt. Somit kann die Delta-Hybrid-Anlage auf der Saugseite einen Unterdruck von 300 mbar und gleichzeitig auf der Druckseite einen Überdruck von 600 mbar erzeugen. Der große Vorteil dabei ist, dass dadurch eine komplette herkömmliche Gebläseeinheit nach dem Konzept „aus zwei mach eins“ ersetzt werden konnte.

5. Stufe: Transport des gemahlenen Kaffees zu den Mahlkaffee-Silos und zu den Packmaschinen mit Unterdruck

Wenn der gemahlene Kaffee zusätzlich zu Mahlkaffee-Silos und zu Packmaschinen transportiert werden soll, erzeugen zwei weitere Drehkolbengebläse der Baureihe Delta Blower getrennt für jeden Schritt den erforderlichen Unterdruck von maximal –500 mbar für den pneumatischen Transport. Alternativ können hier jedoch auch Drehkolbenverdichter der Baureihe Delta Hybrid eingesetzt werden. Entscheidend für die Auswahl sind die geforderte Druckdifferenz in Abhängigkeit von der Leitungslänge und die spezifischen Energievorteile der Delta-Hybrid-Aggregate. „Diese verfahrenstechnische Auslegung gehört natürlich zum Know-how der Anlagenplanung“, erklärt Anlageningenieur Michael Engels von Probat.

Alle Aerzener Anlagen sind vollautomatisch in den Ablauf der Röstanlage integriert. Lesen Sie weiter auf der nächsten Seite.

Vollautomatisch integriert

Alle Aerzener Anlagen sind vollautomatisch in den Ablauf der Röstanlage integriert und werden über eine übergeordnete intelligente SPS-Steuerung programmabhängig geschaltet. Die jeweiligen Gebläse-Aggregate fahren mit einem konstanten Volumenstrom, wobei sich der Druck in Abhängigkeit von Förderleistung und Rohrlänge individuell ergibt. Durch eine von Aerzen zusammen mit Probat entwickelte Bypass-Lösung kann jedoch für die an Probat gelieferten Überdruckanlagen ein Teil des Volumenstroms über einen optionalen Bypass von der Druck- zur Saugseite zurückgeführt werden. Diese Lösung erlaubt für einen besonders schonenden Transport eine Reduzierung der Fördergeschwindigkeit um maximal 10 %.

„Seit Beginn unserer Zusammenarbeit 1996 hatten wir bisher keine Ausfälle bei Aerzener-Aggregaten zu verzeichnen. Da wir dieses Ergebnis auch in der Zukunft erwarten, installieren wir in unseren Röstanlagen Redundanz-Anlagen nur in sehr seltenen Ausnahmefällen auf besonderen Wunsch des Kunden. Bisher war das seit Beginn der Zusammenarbeit mit Aerzen vor mehr als 15 Jahren erst einmal der Fall“, lobt Engels. „Mit der Anlage und den eingesetzten Drehkolbengebläsen bzw. mit dem Drehkolbenverdichter können wir im Technikum verschiedenste Versuche mit unterschiedlichen Materialien durchführen, um deren Verhalten beim pneumatischen Transport zu testen. Gleichzeitig können wir Neu- und Weiterentwicklungen ausgiebig erproben und auf spezielle Kundenanforderungen anpassen“, ergänzt Probat-EntwicklungsIngenieur Thomas Elshoff.

Erstmals gleichzeitig Unterdruck und Überdruck

Seit 1996 setzt Probat in seinen Röstanlagen Aerzener Drehkolbengebläse der Baureihe Delta Blower ein. „Diese Aggregate liefern Höchstdrücke bis 1000 mbar, die uns bei größeren Rohrleitungslängen und Fördermengen sehr willkommen sind, sowie Unterdrücke bis –500 mbar. In der Musteranlage in unserem neuen Forschungs- und Technologiezentrum setzen wir jetzt erstmalig zusätzlich auch einen Aerzener Drehkolbenverdichter aus der neuen, besonders energieeffizienten Baureihe Delta Hybrid ein, mit dem wir erstmalig gleichzeitig Unterdruck und Überdruck erzeugen können: Unterdruck, um den gerösteten Kaffee schonend nur zur Absackstation zu transportieren; und Überdruck, wenn der geröstete Kaffee direkt zur Mahlstation transportiert werden soll“, erläutert Engels.

„Zukünftig wird man bei Probat von Fall zu Fall in Abhängigkeit von den geforderten Drücken entscheiden, ob Drehkolbengebläse der Baureihe Delta Blower Generation 5 oder Drehkolbenverdichter der Baureihe Delta Hybrid eingesetzt werden. Wenn Drücke über 1 bar gefordert werden, wird die Entscheidung für Delta-Hybrid-Aggregate fallen, auch weil sie energetisch günstiger arbeiten als Drehkolbengebläse oder Schraubenverdichter“, prognostiziert Dipl.-Ing. Dirk Koob, Leiter des Vertriebsbüros West der Aerzener Maschinenfabrik. Das kann dann dazu führen, dass in dem oben geschilderten Einsatzfall auch die beiden Drehkolbengebläse Delta Blower Generation 5 durch die neuen Drehkolbenverdichter Delta Hybrid ersetzt werden.

Probat verkauft seine Röstanlagen und damit auch die Aerzener-Aggregate in alle Welt. Alle Aggregate werden mit länderspezifischen Dokumenten und in betreiberspezifischen Ausführungen bis hin zu besonderen Farbgebungen geliefert. Anfallende Service-Arbeiten an den Aggregaten werden entweder durch den Probat-Service, durch das weltweite Aerzener Servicenetz, durch die Betreiber der Probat-Anlagen oder durch externe Service-Unternehmen durchgeführt.