10 Overwegingen voor een optimaal gebruik van de vacuümtechnologie

Vacuümtechnologie speelt een belangrijke rol bij het verpakken van voedingsmiddelen en andere producten. Vacuüm wordt overal gebruikt, van vacuümverpakkingen tot buiszakken, blisters en thermogevormde verpakkingen. Zonder vacuüm zou het ook onmogelijk zijn om kratten te hanteren en te transporteren of om palletiserings- en orderverzamelsystemen te automatiseren. Verschillende vulmachines gebruiken ook vacuüm om het product in te voeren of om verpakkingen te behandelen (pick & place).

In tegenstelling tot blaasluchttechniek is vacuümtechnologie voor veel gebruikers moeilijk te begrijpen. Hierdoor worden vacuümpompen vaak oneigenlijk gebruikt of is hun verbruik onnodig hoog. Dit leidt tot onbevredigende resultaten, storingsgevoelige processen of buitensporige energie- of bedrijfskosten. De volgende 10 overwegingen zijn hier opgelijst om u te helpen de vacuümtechnologie zo efficiënt mogelijk te gebruiken om uw processen te optimaliseren en de bedrijfskosten te verlagen.

1. Wat zegt de fysica over vacuüm?

Het belangrijkste doel van vacuümpompen en vacuümsystemen is het zuigen van lucht uit een gesloten systeem om zo een vacuüm te creëren. Dit betekent dat ze een drukniveau creëren dat onder de atmosferische of omgevingsdruk ligt.
In de verpakkingstechnologie kan het vacuüm worden gebruikt om te zuigen, te evacueren, te vormen, te persen, vast te houden, te verplaatsen, te vullen en te transporteren. Het gebruikte vacuümniveau is afhankelijk van de toepassing en varieert over het algemeen tussen 1 en 900 milibar mbar (absoluut). Bij een veronderstelde atmosferische druk (luchtdruk) van 1000 mbar zou dit vacuümniveau tussen 10 en 99,9% liggen (fig. 1).

de vacuümpomp

Naast het vacuümniveau dat door een vacuümpomp wordt bereikt (ook wel uiteindelijke druk genoemd), is de zuigcapaciteit van een vacuümpomp een andere belangrijke variabele. De pompsnelheid geeft aan hoeveel lucht een vacuümpomp in een bepaalde periode kan aanzuigen. Het toerental van de pomp wordt normaal gesproken aangegeven in kubieke meters per uur [m3/h]. De twee technische parameters staan met elkaar in verband. Deze relatie wordt geïllustreerd door de zogenaamde pompsnelheidscurve (fig.


Afb: 2: Typische pompsnelheidscurve: de pompsnelheid neemt af naarmate de druk daalt



 

2. De ideale vacuümpomp kiezen


Er zijn vele soorten vacuümtechnieken. De volgende vacuümpompen of mechanische blowers worden voornamelijk gebruikt in de verpakkingstechniek (Fig. 3) :


Afb: 3: Vergelijking van verschillende vacuümpompen en hun potentiële gebruik in verpakkingsprocessen
  1. Drooglopende draaischuifvacuümpompen


Droge draaischuifvacuümpompen zijn ideaal voor vele verpakkingsprocessen. Deze pompen kunnen een maximaal vacuümniveau van 100 mbar bereiken. De pompsnelheid mag echter niet hoger zijn dan 40 m3/u, omdat de schuiven of schoepen van grotere vacuümpompen van dit type onderhevig zijn aan verhoogde slijtage, wat leidt tot overmatig onderhoud en de bijbehorende kosten (Fig. 4).

2. Oliegesmeerde draaischuifvacuümpompen


Oliegesmeerde draaischuifvacuümpompen bereiken een vacuümniveau van 0,1 mbar. Deze pompen zijn de standaard voor vacuümverpakkingen, maar kunnen ook voor vele andere toepassingen worden gebruikt. Draaischuifvacuümpompen kunnen een pompsnelheid van 3 tot 1600 m3/u bereiken. De olie wordt in een intern circuit getransporteerd (Fig. 5).

3 .Droge klauwenvacuümpompen


Droge klauwvacuümpompen hebben geen bedrijfsvloeistoffen in de compressieruimte nodig. Deze pompen hebben een contactloos werkingsprincipe en zijn daarom onderhoudsarm. Ze bereiken een einddruk tot 40 mbar en zijn regelbaar met een snelheid van 20 tot 80 Hertz. Ze zijn daarom geschikt voor processen waarbij afhankelijk van de behoefte aan verschillende efficiëntie-eisen moet worden voldaan. De gebruikelijk pompsnelheid ligt tussen 40 en 1000 m3/u (fig. 6).

4. Droge schroefvacuümpompen


Droge schroefvacuümpompen hebben ook geen werkvloeistoffen nodig om de afgezogen lucht te comprimeren. Deze pompen bereiken een vacuümniveau van 0,1 mbar en minder. Omdat de meeste toepassingen met een veel hogere druk werken, worden droge schroefvacuümpompen over het algemeen alleen gebruikt op grote vacuümverpakkingsmachines als alternatief voor een draaischuifvacuümpomp met extra vacuümbooster (Fig. 7).

5. Zijkanaalventilatoren


Een van de kenmerken van de zijkanaalventilatoren is hun hoge pompsnelheid. Omdat ze slechts lage drukverschillen bereiken, kunnen ze een maximaal vacuümniveau van 500 mbar bereiken. Ze zijn daarom ideaal voor toepassingen die een hoge pompsnelheid bij een laag vacuüm vereisen. HHoewel zijkanaalventilatoren onderhoudsvrij zijn, zijn ze minder energiezuinig als ze dicht bij hun limieten worden gebruikt (afb. 8).

3. De grootte van de vacuüm-voorziening


Het is belangrijk dat gebruikers hun specifieke proces begrijpen en precies weten welk vacuümniveau en welke pompsnelheid nodig zijn. Onzekerheid leidt vaak tot de keuze van een te grote vacuümpomp, met als gevolg onnodige energie- en bedrijfskosten. In gevallen waarin de procesparameters veranderen, adviseren wij vacuümpompen die kunnen worden aangepast aan de eis en die het vereiste vacuümniveau handhaven of een constante pompsnelheid garanderen.
Wij raden altijd aan om een vacuümspecialist te raadplegen.

4. Kiezen tussen een centraal of lokaal vacuümsysteem


De keuze tussen een centrale vacuümtoevoer (afb. 9) voor een compleet systeem of voor meerdere vacuümverbruikers en een decentrale vacuümtoevoer, waarbij elke afzonderlijke machine een eigen vacuümpomp heeft, kan een doorslaggevende invloed hebben op uw aanschaf- en bedrijfskosten. Het is daarom belangrijk om de beschikbare opties zorgvuldig te evalueren.
Individuele vacuümpompen die op of in de buurt van een machine zijn geïnstalleerd zijn voordeliger dan een centrale vacuümvoorziening, mede omdat er geen noodzaak is om een leidingsysteem aan te schaffen. Het is echter belangrijk om te beseffen dat een gecentraliseerde vacuümtoevoer veel minder vacuümpompen nodig heeft dan een decentrale oplossing. De operationele kosten zijn lager omdat de onderhouds- en energiekosten lager zijn. Daarnaast kan een centrale vacuümvoorziening worden geïnstalleerd buiten de productie- of verpakkingsruimte. Dit betekent dat er geen geluid of warmte wordt gegenereerd op de werkplek. Een centrale vacuümtoevoer met een bedieningspaneel maakt het ook gemakkelijker om aan de productie-eisen te voldoen en kan over een breder productiebereik worden bediend.

5. het verhogen van de efficiëntie met vacuümtanks of buffers


De vacuümtanks van individuele vacuümpompen en nog grotere vacuümtoevoersystemen kunnen enorme hoeveelheden energie besparen.
Ze kunnen worden geïnstalleerd tussen de vacuümpomp of het vacuümsysteem en de verbruikers. Dankzij een eenvoudig controlemechanisme kan het vacuüm in de tank op een bepaald niveau worden gehouden. Zodra dit niveau is bereikt, schakelt de vacuümpomp automatisch uit of gaat deze in de stand-bymodus. Als de druk in de tank een bepaald niveau overschrijdt, schakelt de vacuümpomp weer in. Zonder deze vacuümtank bij de inlaat zou de vacuümpomp continu op vol vermogen draaien, wat betekent dat hij ook meer energie zou verbruiken. Het gebruik van een vacuümpomp met een frequentieomvormer kan de energiebesparing nog verder verhogen.
Busch Vacuum Solutions biedt standaard complete units met gecontroleerde vacuümpompen en vacuümtanks (Fig. 10) en bouwt individuele vacuümsystemen met tanks aan de inlaatzijde.

6. samenwerking met vacuümdeskundigen


Elke vorm van vacuümtechniek en elke configuratie van een vacuümsysteem heeft zijn voor- en nadelen. Het selecteren van de beste vacuümoplossing vereist een grondige kennis van vacuümtechnologie en inzicht in de processen van de gebruiker.
Daarom raden wij altijd de diensten van een vacuümspecialist aan. Busch Vacuum Solutions heeft een wereldwijd netwerk van vacuümspecialisten die zich richten op specifieke toepassingen en markten. Dankzij het brede scala aan vacuümtechnologieën van het bedrijf zijn deze specialisten in staat om de ideale oplossing te bieden voor elke individuele toepassing.

7. berekening van de energiekosten


De energiekosten van een vacuümpomp kunnen niet worden berekend op basis van het nominale motorvermogen, aangezien dit slechts een beperkte weergave is van het daadwerkelijk verbruikte vermogen. De informatie over het nominale motorvermogen en de aanvullende specificatie van een bedrijfsfactor verwarren het probleem. Hoewel deze berekening is toegestaan onder de Amerikaanse NEMA-norm, geeft het wel een lager energieverbruik aan dan in de praktijk zou worden bereikt.

Bovendien verbruikt elk type vacuümtechnologie een andere hoeveelheid elektriciteit in een ander drukbereik. Zo heeft een oliegesmeerde draaischuifvacuümpomp met een vacuümniveau van 0,1 tot 10 millibar slechts 40 tot 60% van het opgegeven nominale vermogen nodig. Het stroomverbruik kan alleen direct worden vergeleken als het asvermogen over het gehele drukprofiel bekend is en als de drukomstandigheden tijdens het verpakkingsproces bekend zijn. Gerenommeerde fabrikanten van vacuümpompen en -systemen kunnen het verwachte energieverbruik van hun klanten berekenen.

8. de totale eigendomskosten te berekenen

Wanneer u overweegt om vacuümtechnologie te kopen, kunt u meer doen dan de investerings- en energiekosten van verschillende vacuümpompen en verschillende fabrikanten met elkaar vergelijken om een beslissing te nemen. Houd altijd rekening met de verwachte totale kosten over een langere periode. Net als de energiekosten kunnen ook de exploitatiekosten aanzienlijk variëren. Het is belangrijk om rekening te houden met onderhoudswerkzaamheden en de daaruit voortvloeiende stilstandtijd, de kosten van reserveonderdelen en de aankoop en verwijdering van bedrijfsapparatuur.

9. controle van de beschikbaarheid van diensten en reserveonderdelen


De betrouwbaarheid van een verpakkingsproces is meestal direct afhankelijk van de bedrijfszekerheid van de vacuümpomp of het vacuümsysteem. Daarom is het belangrijk om een betrouwbare leverancier te kiezen die in staat is om een snelle en betrouwbare service ter plaatse te verlenen en ook om snel reserveonderdelen te leveren. Busch Vacuum Solutions heeft het grootste wereldwijde servicenetwerk en biedt een 24-uurs nooddienst aan.

10 blik in de toekomst: Industrie 4.0


De huidige vacuümpompen bieden eenvoudig onderhoud met gemakkelijke toegang tot alle onderdelen die relevant zijn voor het onderhoud. Busch biedt ook forfaitaire onderhoudscontracten aan en neemt de verantwoordelijkheid voor de bedrijfszekerheid van haar vacuümpompen en vacuümsystemen. Op deze manier wordt de operator beschermd en heeft hij geen eigen team van servicemonteurs nodig. Het Busch-productassortiment omvat nu ook vacuümpompen met intelligente sensoren die de operator of servicetechnicus in realtime informeren over lopende onderhoudswerkzaamheden (Fig. 11). Upgrade kits zijn ook beschikbaar om bestaande vacuümpompen voor te bereiden op Industrie 4.0.

This post is also available in: Nederlands

Geef als eerste een reactie

Geef een reactie

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd.


*