Die neu entwickelte Doppelspindelpumpe von Knoll eignet sich ideal zum Fördern, Plastifizieren und

Die neu entwickelte Doppelspindelpumpe von Knoll eignet sich ideal zum Fördern, Plastifizieren und Homogenisieren von Blockware. Die Antriebseinheit kann komplett mit den Spindeln über ein Schienensystem aus dem Pumpenkörper herausgezogen werden (Bild: Knoll).

von Wolfgang Klingauf
BAD SAULGAU (pd). Butter, Marzipan, Rework, Käse, Margarine, Palmkernfett oder Pralinenmasse werden vor der Verarbeitung meist als Blockware kühl oder gefroren gelagert. Die Blöcke in der Größe von 300 x 200 x 200 mm oder 300 x 200 x 100 mm, die in der Regel zwischen 10 und 25 kg wiegen, lassen sich prima stapeln. Nur ihre unmittelbare Weiterverarbeitung wirft Probleme auf. Seit langem klagen viele Hersteller von Back- und Süßwaren sowie Molkereien über mangelnde Möglichkeiten, die Blockware direkt in den Verarbeitungsprozess einzuleiten.
Die Blockware lagert in der Regel in Kühl- und Tiefkühlhäusern bei Temperaturen bis zu -18 °C. Will man das Material – zum Beispiel Butter für Backwaren – in den Mischer einschleusen, muss dieses erst sämig gemacht werden, um Beschädigungen des Mischarms zu vermeiden. Eine dafür passende und wirtschaftlich vertretbare Maschine gab es bislang nicht. Das Material wurde entweder erwärmt, was nicht für jedes Medium verträglich ist, oder – die teure Alternative – durch einen Wolf oder Extruder getrieben. Deshalb legten in den meisten Fällen Mitarbeiter Hand an und schnitten die Blöcke klein, was mit großem Zeitaufwand verbunden war.
Der Wunschtraum der Lebensmittelindustrie: eine Pumpe, die Blockware aufnehmen, sie kneten, fördern und schließlich in den weiteren Verarbeitungsprozess einleiten kann. Versuche mit Schneckenpumpen scheiterten in den meisten Fällen. Denn eine einzelne Schnecke neigt zur Walzenbildung. Das bedeutet, die Schnecke verschließt sich und kann nicht mehr fördern.
Pumpenspezialist Knoll Maschinenbau hat dieses Problemfeld bereits seit Jahren im Auge. In Bad Saulgau wurden Forschungen betrieben, verschiedene Lösungen entwickelt und Versuche gefahren – letztendlich mit großem Erfolg: Denn das Ergebnis der Entwicklungsarbeit ist die neue Doppelspindelpumpe, die sich ideal fürs Fördern, Plastifizieren und Homogenisieren von Blockware eignet.
Das Herz dieser Pumpe besteht aus einer Voll- und einer offenen Spindel, die ineinander greifen. Das bewirkt eine Zwangsförderung, so dass alles, was in die Pumpe gelangt, sicher nach draußen gefördert wird. Eine Walzenbildung ist durch das Ineinandergreifen der Spindeln nicht mehr möglich. Diese sind so konzipiert, dass die Luft durch einen engen Spalt nach hinten wegströmen kann. Daraus resultiert ein luftfreies Fördern des Mediums, bei dem der Förderstrom nicht unterbrochen wird. Für den Fall, dass das Medium nach dem Druckstutzen sofort geschnitten, verarbeitet oder dosiert werden soll, ist das ein wichtiger Faktor.
Zwischen den Antrieb und der eigentlichen Pumpe hat der Hersteller ein Getriebe gesetzt, das die Spindeln synchronisiert. Damit ist ein berührungsloses Ineinandergreifen garantiert, was den Verschleiß mindert und zu trockenlaufsicherem Betrieb der Pumpe beiträgt.
Erste Testkunden haben bereits im Hause Knoll Versuche mit Butter, Marzipan und Pralinenmassen gefahren – und waren begeistert. Nicht nur von der Förderleistung, die bis zu 10 t/h betragen kann, auch von den einfachen Reinigungsmöglichkeiten, auf die das Unternehmen ein besonderes Augenmerk gelegt hat. So sind alle Trennstellen mit Schnellverschlüssen ausgestattet. Die Antriebseinheit kann komplett mit den Spindeln über ein Schienensystem aus dem Pumpenkörper herausgezogen werden. Dann liegen Spindeln und Gehäuse offen und lassen sich mit einem Dampfstrahler oder ähnlichem manuell reinigen. Selbst der Druckstutzen ist über ein Scharnier aufklappbar und schnell zu säubern.
Eigenschaften der Doppelspindelpumpe

  • Sicheres Plastifizieren und Fördern von hochviskosen Medien bis Blockware
  • Trockenlaufsicher durch synchronisierte, berührungslose Spindeln
  • Einfache Reinigung von Spindeln und Gehäuse
  • Gute Ausräumung durch die angepasste Geometrie von Spindeln und Gehäuse
  • Optionaler Aufsatztrichter mit Auspacktisch
  • Hohe Förderdrücke ohne zusätzliche Booster-Pumpe
  • Hohe Sicherheit durch berührungslos überwachte Trennstellen

Bei der Konstruktion wurden auch die Unfallverhütungsvorschriften streng beachtet. So sorgt zum Beispiel beim Öffnen des Druckstutzens ein berührungsloser Sicherheitsschalter für zuverlässigen Antriebsstopp. Die nach dem Fördervorgang in der Pumpe zurückbleibenden Reste sind gering. Denn die Geometrie des Pumpengehäuses ist den Spindeln so exakt angepasst, dass der Spalt nur wenige Zehntelmillimeter beträgt.
Die Doppelspindelpumpe ist für die Lebensmittelindustrie konzipiert und daher FDA-konform gestaltet. Die Gehäuseteile sind aus hochwertigem Edelstahl, die Spindeln aus sehr hartem Polyamid. Dieser Kunststoff ist lebensmittelecht und gegen Säuren, Laugen und Öle beständig. Auch Wasser richtet keinen Schaden an, denn das verwendete Polyamid quillt nicht. Gegenüber Edelstahl hat der Kunststoff den Vorteil eines deutlich niedrigeren Gewichts.
Die Doppelspindelpumpe, deren Serienproduktion inzwischen angelaufen ist, gibt es in verschiedenen Varianten. Zwar bleiben das Gehäuse und der Aufbau immer gleich, je nach gewünschten Eigenschaften können aber unterschiedliche Spindelgeometrien eingesetzt werden. Das Baukastensystem erlaubt sogar dem Anwender, die Spindeln nach Bedarf auszutauschen. Die Kerntemperatur der zu verarbeitenden Blockware kann von Raumtemperatur bis zu -18 °C betragen. Unter 0 °C wird ein Zerkleinerer vorgesetzt, der die Blöcke in etwa acht Zentimeter große Würfel trennt. Gerade bei extrem niederen Temperaturen und dementsprechend hartem Material ist das empfehlenswert, um Schäden an der Pumpe zu vermeiden.

erschienen in Produktion Nr. 23-24, 2011