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Hygienepumpe Hygiene-Drehkolbenpumpe fördert zuverlässig viskose Kakaomasse

| Autor/ Redakteur: Dipl.-Ing. Sabine Mühlenkamp* / Dr. Jörg Kempf

Um über viele Jahrzehnte eine Schokolade zu kreieren, die auch die höchsten Ansprüche süßer Genießer erfüllt, wird robustes Equipment gefordert. Zugleich muss dieses auch die Anforderungen gemäß EDEHG erfüllen. Die Vitalobe von KSB ist eine Pumpe, die allen Herausforderungen gewachsen ist.

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Eine Hygienepumpe muss eine absolut keimfreie Prozessführung garantieren. Die Vitalobe kann noch viel mehr: Sie ist flexibel, robust, betriebssicher und lässt sich besonders leicht und rückstandslos reinigen. Alles Eigenschaften, die auch in der Schokoladenproduktion gefragt sind.
Eine Hygienepumpe muss eine absolut keimfreie Prozessführung garantieren. Die Vitalobe kann noch viel mehr: Sie ist flexibel, robust, betriebssicher und lässt sich besonders leicht und rückstandslos reinigen. Alles Eigenschaften, die auch in der Schokoladenproduktion gefragt sind.
(Bild: KSB; © Africa Studio, ©pichetw, ©Anusorn - stock.adobe.com; [M]-Grimm)

Wer seit 200 Jahren Schokolade herstellt, muss über einen großen Erfahrungsschatz verfügen, wie sich Rohstoffe und Zutaten am besten verarbeiten lassen. Schon im Jahr 1819 wurde durch François-Louis Cailler das Handelsunternehmen für Kakaopulver und Schokolade gegründet und kurz darauf die erste Schokoladenfabrik der Schweiz mit industrieller Fertigung gebaut. Rund 80 Jahre später fand der Umzug in die neue Fabrik nach Broc statt. Bis heute entstehen im Maison Cailler, das im Übrigen jedes Jahr Tausende von Besuchern anzieht, feinste Schokoladenkreationen mit frischer Milch aus der Region, nachhaltigem Kakao und erlesenen Zutaten. Jeden Tag verlassen rund 30.000 süße Verführungen den Standort.

Tipp der Redaktion: Appetit bekommen? Hier gibt's Schokoladen-Rezepte von Cailler.

Gesüßte Kondensmilch sorgt für Herausforderungen

Der Ruhm des Unternehmens, das inzwischen zu Nestlé gehört, beruht auf einem besonderen Rezept. Cailler gehört weltweit zu den wenigen Schokoladenherstellern, die leicht kondensierte Milch anstatt Milchpulver verwenden. Diese Milch wird der Kakaomasse hinzugefügt – eine Methode, die den Cailler Schokoladenprodukten ihren unverwechselbaren Geschmack und ihre einmalige Textur verleiht.

Produktionstechnisch ist die entstehende Masse jedoch alles anderes als einfach. Insbesondere der Kakaokuchentransfer mit gesüßter Kondensmilch stellte die Schokoladenmacher immer wieder vor neue Herausforderungen. Nachdem sowieso ein Pumpenwechsel aufgrund veralteter Ausrüstung und mangelnder Zuverlässigkeit anstand, wollte man mit einer neuen Pumpe auch gleich den Transfer der viskosen Kakaomasse optimieren.

Dank einem guten Verhältnis zur KSB-Vertretung entschied man sich für den Einsatz einer Vitalobe-Pumpe. Seit drei Jahren arbeitete man mit KSB zusammen und war sehr zufrieden, vor allem wegen der schnellen Reaktionsfähigkeit seitens KSB. So arbeiten am Standort Bronc bereits eine Etanorm-Pumpe und verschiedene Armaturen, wie etwa die Boax-Absperrklappe, zur größten Zufriedenheit.

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Bei der Vitalobe-Baureihe handelt es sich um eine massive Drehkolbenpumpe, mit der vor allem hochviskose, feststoffhaltige oder schonend zu fördernde Medien gefördert werden können. Also genau die Bedingungen, die hier vorlagen. Zudem sorgt eine massive Wellen- und Wellenlagerausführung für maximale Betriebssicherheit. So bleibt die Pumpe selbst bei großen Belastungen und Druckschwankungen vor Beschädigungen geschützt. Sie bietet damit eine längere Lebensdauer und einen geringeren Wartungsaufwand.

Aber auch in Bezug auf das zu fördernde Produkt ist die Vitalobe ideal. Die Kakaomasse ist viskos, enthält abrasive Kakaopartikel, dennoch muss die Masse schonend gefördert werden. Der maximale Förderstrom liegt bei rund 5700 L/min, also ausreichend für den in Broc vorliegenden Durchfluss von 5 m3/h. Der höchste Förderdruck der Vitalobe liegt bei 20 bar, wobei ein Betriebs- oder Systemdruck von 20 bar zulässig ist. Die Fördertemperaturen betragen -40 bis +180 °C. Die Verdrängerpumpe kann zudem Flüssigkeiten bis zu einer Viskosität von 2.000.000 cP fördern – für die süße Kakaomasse mehr als ausreichend.

Dank reversibler Rotoren ist die Drehrichtung umkehrbar und die Pumpe kann sowohl vorwärts als auch rückwärts fördern. Für unterschiedliche Anforderungen sind verschiedene Drehkolben einsetzbar, die untereinander problemlos austauschbar sind. Die Drehkolben sind standardmäßig aus Edelstahl 1.4404 (AISI 316L) gefertigt. Abhängig von der Baugröße und der Rotorform stehen auch andere Werkstoffe, beispielsweise eine so genannte „Nicht-fressende“-Legierung (CY5SnBiM) oder eine kunststoffüberzogene Metallausführung zur Verfügung. Gerade diese Flexibilität wird vom Anwender sehr geschätzt, da man die Pumpe sehr genau auf die Bedingungen im Prozess anpassen kann.

Hygienische Prozessführung ist ihr Metier

Da es sich bei der Schokolade-Herstellung um einen hygienisch relevanten Prozess handelt, war zunächst eine Validierung seitens Cailler nötig, die aber für KSB kein Problem darstellte. Die Vitalobe ist schon längst aus der Getränke-, Lebensmittel- und Pharmaindustrie nicht mehr wegzudenken. Die Pumpe richtet sich nach den Kriterien der European Hygienic Engineering & Design Group (EHEDG). Rotorgehäuse und Lagerträger sind baulich durch einen Zwischenraum voneinander getrennt. Das verhindert eine übermäßige Erwärmung der Pumpe sowie des Mediums und schließt eine Kontamination des Fördergutes durch Schmierstoffe aus. Die Rohranschlüsse sind in zahlreichen Ausführungen entsprechend den verschiedenen Standards in der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie lieferbar. Frontseitig ist das Rotorgehäuse mit einem Gehäusedeckel abgeschlossen. Mit CIP- und SIP-Reinigungsverfahren lassen sich die Aggregate rückstandslos reinigen und sterilisieren. In vertikaler Ausrichtung ist zudem eine Restentleerung über den unteren Stutzen möglich.

Mit Teamarbeit zur besten Lösung

Zunächst entschied sich das Team für einen Testlauf mit der Vitalobe-Pumpe, bei dem sich auch gleich die ersten Herausforderungen zeigten. Zum einen war der Testlauf nur für vier Wochen angesetzt – der Zeitraum war also recht kurz. Zum anderen zeigte sich auch das zu fördernde Produkt nicht von seiner besten Seite. So staute sich das Produkt am Einlass der Pumpe. Gemeinsam suchte man nach Verbesserungsmöglichkeiten. So wurden statt der drei Alinox-Flügel neun Flügel in der Pumpe eingebaut, mit der die Kakaomasse am Pumpeneingang besser verteilt wurde. Dadurch wurde eine Materialanhäufung hinter dem Rad verhindert. Zudem musste die Pumpe auch weniger gereinigt werden und die Linie weniger häufig gestoppt werden. Nun wird die Pumpe nur noch einmal pro Woche gesäubert – ein Vorgang, der dank schneller und einfacher Demontage die Prozesse im Werk nicht lange aufhält. Nicht zuletzt zeigt sich die Servicefreundlichkeit der Vitalobe durch den einfachen Wechsel der Gleitringdichtung und durch die Synchronisierung der Rotoren.

Ergänzendes zum Thema
KSB auf der Brau Beviale 2019

Auf der diesjährigen Brau Beviale in Nürnberg (12. bis 14. November) zeigt KSB sein Pumpen- und Armaturen-Programm für die Steril- und Hygienetechnik sowie die entsprechenden Support-Prozesse. Im Vordergrund der Präsentation stehen neben der Vitalobe auch die Lebensmittelpumpen-Baureihen Vitachrom, Vitacast und Vitaprime. Alle Baureihen verfügen über die branchenüblichen Zertifikate wie EHEDG, alle verwendeten Elastomere sind FDA-konform. Als Neuheit im Armaturen-Bereich zeigt der Hersteller u.a. die Absperrklappen-Baureihe Isoria mit neuem Ringbalgwerkstoff. Dieser besteht aus hydriertem Acrylnitrilbutadien-Kautschuk (HNBR) und ist gemäß den Vorgaben der europäischen Lebensmittelverordnung (EG) 1935/2004 zertifiziert. Er ist kohlenwasserstoffbeständig und auch für den Einsatz in feststoffhaltigen Flüssigkeiten geeignet, da er sehr abrasionsfest ist. Des Weiteren präsentiert KSB das System zur Pumpenüberwachung „KSB Guard“. Vernetzte Schwingungs- und Temperatursensoren direkt an der Pumpe sorgen dafür, dass Veränderungen des Betriebsverhaltens frühzeitig erkannt und Instandhaltungseinsätze besser geplant werden können, ohne hierbei bei der Pumpe vor Ort sein zu müssen.

Treffen Sie die Experten von KSB und lernen Sie die Vitalobe-Baureihe live kennen: Halle 9, Stand 212

Ausblick: Nach einer vierwöchigen Testphase, in der die Fahrweise der Pumpe noch einmal genau auf die Betriebsbedingungen angepasst wurden, ging die Pumpe im Februar 2018 endgültig in Betrieb. Die KSB Vitalobe garantiert nicht nur eine keimfreie Prozessführung, sondern sie ist auch flexibel, robust, betriebssicher und lässt sich besonders leicht und rückstandslos reinigen. Eigenschaften, die im täglichen Betrieb überzeugten. Daher beschlossen die Schokoladenexperten, dass vier weitere Vitalobe-Pumpen in den nächsten zwei Jahren im Prozessbereich am Nestlé-Standort Broc eingesetzt werden. Damit sorgt die Vitalobe bei der Herstellung der süßen Köstlichkeiten für mehr Sicherheit und reibungslose Prozesse.

Tipp der Redaktion: Schwierige Fördermedien sind traditioneller Themenschwerpunkt des PROCESS Pumpen- Forums in Würzburg (19./20.11.2019). Werfen Sie doch einen Blick ins Programm.

Event-Tipp der Redaktion

Das 17. Pumpen-Forum findet auch 2019 wieder im Rahmen der Förderprozessforen statt. Weitere Informationen zur Veranstaltung finden Sie auf unserer Eventseite. Unsere Bildergalerie zur letztjährigen Veranstaltung zeigt Impressionen der Förderprozessforen 2018.

* Die Autorin ist Fachjournalistin für Chemie und Technik.

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