Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Anlagen- und Apparatebau: Ausgabe 06/2014, 08.07.2014

Der Umwelt zuliebe

Herkömmliche Betriebsarten von Wasserring-Vakuumpumpen haben einen hohen Wasserverbrauch. Eine Kompaktanlage arbeitet mit einem geschlossenen Kreislauf und ist damit eine Alternative.

Produkte wie Marmeladen, Konfitüren, Bonbons oder Schokolade haben trotz ihrer Unterschiedlichkeit eine Gemeinsamkeit – zu ihrer Herstellung verwenden Lebensmittelproduzenten oft eine Vakuumpumpe. Doch nicht irgendeine, sondern eine sogenannte Wasserring- beziehungsweise Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe. Wie der Name schon sagt, ist die Pumpe nicht für den Produkttransport von einem Verarbeitungsschritt zum nächsten verantwortlich, sondern evakuiert Luft oder andere Gase. Im Falle von Marmelade, Konfitüre, Bonbons und Co. saugt das Gerät unerwünschte Luft ab und sorgt damit für Produkte ohne Lufteinschlüsse.

Vielseitig im Einsatz.

Die Wasserring-Vakuumpumpe ist in der Lebensmittelindustrie weit verbreitet. Ihre robuste Bauart und ihre einfache Anwendung prädestinieren die Pumpe für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie. Zudem ist der Verdichter in der Lage, nicht nur Luft, sondern auch Wasserdampf abzusaugen, was in dieser Branche noch häufig der Fall ist. Doch gibt es bei der Wasserring-Vakuumpumpe einen Punkt, dem Unternehmen bisher noch keine grosse Bedeutung beimessen, was jedoch in der Zukunft immer wichtiger wird, den Wasserverbrauch. «In der Praxis stellen wir regelmässig fest, dass dem Wasserverbrauch noch nicht die nötige Beachtung zukommt. Doch Wasser ist ein wertvoller Rohstoff, der bei uns noch unbegrenzt zur Verfügung steht. Aber aus Umweltschutzgründen ist ein schonender Umgang mit Ressourcen ein Aspekt, der mehr und mehr an Bedeutung gewinnt», erklärt Hansruedi Schranz, Verkausingenieur bei Sterling Fluid Systems.

Bewährte Technik.

Beim Betrieb der Wasserring-Vakuumpumpen entsteht durch die Verdichtung Wärme, was bedeutet, dass sich auch die Betriebsflüssigkeit der Pumpe erwärmt. Da das Saugvermögen der Pumpe von der Temperatur der Betriebsflüssigkeit abhängig ist, lässt sich die Pumpe nicht einfach im Kreislauf betreiben, ohne die Verdichtungswärme abzuführen. Dies kann durch verschiedene Betriebsarten erfolgen: Die einfachste Variante ist der Zulauf von Frischwasser. «Unternehmen speisen von ihrer Leitung Wasser in die Pumpe, die eine geforderte Menge von beispielsweise 2 m3 pro Stunde für eine bestimmte Pumpengrös­se braucht. Die Pumpe wirft das Wasser mit der angesaugten Luft druckseitig aus, sodass das Wasser in den Abfluss fliesst. Dies führt zu einem stündlichen Wasserverbrauch von 2 m3. Rechnen wir den Verbrauch für einen Zweischichtbetrieb hoch, dann ist das für 16 Stunden pro Tag, und das 200 Tage im Jahr, schnell mal ein Verbrauch von 6400 m3 für eine Pumpe. Auch wenn jede Gemeinde andere Frischwasser- und Klärgebühren hat, kommen hier schnell grosse Summen zustande. Wenn wir eine Gebühr von 4 Franken pro m3 annehmen, dann ergibt das in unserem Beispiel eine Summe von 25 600 Franken», so der Fachmann.

Dann gibt es noch den gemischten Betrieb, bei dem auf der Druckseite ein Abscheider aufgebaut ist. Dieser fängt einen Teil des Wassers auf und führt es zur Pumpe zurück. Da sich durch die Temperaturerhöhung nicht das komplette Wasser wiederverwenden lässt, müssen Produzenten nur einen Teil mit Frischwasser ergänzen. Auch wenn in diesem Fall der Wasserverbrauch halbiert ist, ist die Menge aber immer noch relativ hoch.

Umweltfreundliche Kompaktanlage.

Neben den bereits erwähnten Betriebsarten gibt es noch eine innovative und umweltfreundliche Wasserring-Vakuumpumpe. Diese bildet mit einem Abscheider und einem Wärmetauscher eine Kompaktanlage und löst die zwei Probleme Wasserverbrauch und Temperatur der Betriebsflüssigkeit. «Unser System arbeitet mit einem geschlossenen Kreislauf praktisch ohne Wasserverbrauch. Dazu ist ein Primärkühlkreislauf für den Wärmetauscher nötig, was aber in den meisten Unternehmen ohnehin vorhanden ist. So läuft die Betriebsflüssigkeit über in den Abscheider und den Wärmetauscher zurück zur Pumpe. Auf diese Weise ist keine ständige Zufuhr von Frischwasser nötig», so der Verkaufsingenieur. Auch wenn kein Primärkühlkreislauf vorhanden ist, lässt sich die Kompaktanlage einsetzen. Mit einem separaten Luft-Wasser-Kühler neben der Pumpe lässt sich der Wärmetauscher problemlos betreiben. «Das ist zwar eine Kostenfragen», so Schranz, «aber wenn kein Frischwasser mehr zulaufen muss, amortisieren sich solche Anlage in ein bis zwei Jahren.»

Geringe Sensibilität.

Obwohl die Kompaktanlage bereits seit einigen Jahren auf dem Markt ist, sind laut Schranz noch zu wenig Entscheidungsträger für das Thema Wasserverschwendung sensibilisiert. «Der Wasserverbrauch ist bei vielen Anwendern kein Thema, da sie ohnehin viel Wasser verbrauchen. Es gibt jedoch namhafte (meist) grosse Unternehmen, die Wert darauf legen, Wasser einsparen zu können», erklärt der Fachmann.

Wasser einsparen, spart auch Kosten.

Obwohl die Kosten für Energie und Wasser erhebliche Auswirkungen in einer Betriebsrechnung haben, ist es schwer, konkrete Zahlen zu nennen. Das hängt sowohl von den Preisen ab, die die Gemeinden für Wasser und Entsorgung berechnen, als auch von der Anzahl der Pumpen und deren Grösse. Bei den bestehenden Kompaktanlagen braucht die kleinste Pumpe 0,3 m3 Wasser pro Stunde, die grösste 2 m3. Wer es genau wissen will, kann sich das Einsparpotenzial von Experten ausrechnen lassen. «Für eine optimale Beratung beziehen wir alle relevanten Daten ein und können die Kosten für den Wasserverbrauch beziehungsweise die Einsparungen schnell ausrechnen. Berücksichtigen wir diesen Kostenvorteil in einer Investitionsrechnung, sehen wir schnell, ab wann sich die umweltfreundliche Kompaktanlage rentiert», sagt Hansueli Schranz.

Auch wenn Unternehmen in unseren Breitengraden Wasser noch im Überfluss zur Verfügung haben, sollte der ressourcenschonende Umgang bald zur Normalität werden, denn auch Betriebe können sich auf die Dauer keine Verschwendung leisten.


Weitere Informationen:
Sterling Fluid Systems (Schweiz) AG



Ein geschlossener Kreislauf macht die Zufuhr von Frischwasser überflüssig