Lebensmittelindustrie Sicher antreiben bei hohen Hygieneanforderungen

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Automatisierte Prozesse sind in der Lebensmittelindustrie Standard. Dabei kommt es dort nicht nur auf die Fertigungseffizienz an. Die Hygiene spielt in der Nahrungsmittelindustrie eine Schlüsselrolle. Wie ein Antrieb für diese Anforderungen ausgeführt sein muss, schildert Dagmar Dübbelde, Produktmanagerin bei Deprag Schulz.

Frau Dübbelde, wie stellt Deprag bei den Antrieben die hohen Hygieneanforderungen sicher?

Dagmar Dübbelde: Um die hohen Hygieneanforderungen der Lebensmittelindustrie sicher zu stellen, empfehlen wir für diese Anwendungen meist unseren Advanced-Line-Druckluftlamellenmotor, bei dem alle Außenteile aus hochwertigem Edelstahl gefertigt sind. Diese halten den üblichen Reinigungsmitteln stand. Die glatte Oberfläche dieser Druckluftmotoren ist leicht zu säubern. Diese Antriebe sind mit langlebigen Radialwellendichtringen so gut abgedichtet, dass weder Leckageluft austritt noch Schmutz, Wasser oder Reinigungsmittel in den Motor eindringen können. Auch die üblicherweise eingesetzten Reinigungssprühsysteme verursachen kein Eindringen von Wasser in den Motor. Eine nasse Umgebung ist für diesen Druckluftmotor generell kein Problem und er könnte sogar unter Wasser arbeiten, wie es in vielen Rühranwendungen der Fall ist. Alle unsere Advanced-Line-Edelstahlmotoren sind mit lebensmittelkonformen USDA-H1 Fett geschmiert und können ölfrei betrieben werden. Für den ölfreien Betrieb ist bei der Auslegung der Antriebe eine Leistungsminderung von circa 10 bis 20 Prozent bezogen auf die angegebenen technischen Daten im Produktkatalog zu berücksichtigen.

Gibt es weitere Merkmale, die ein Druckluftmotor für diese Anwendungen aufweisen muss?

Dübbelde: Ja. In vielen Anwendungen kann sich Kondenswasser in den Zuluftleitungen bilden. Es ist deshalb ratsam, entsprechende Maßnahmen zu treffen, sodass der Motor nicht die tiefste Stelle im System bildet und mit Wasser ausgespült wird. Viele Anwender treffen hier nicht nur bei der Anordnung des Motors in der Anlage, sondern mit Wasserabscheidern oder Trocknern vor dem Antrieb weitere Vorkehrungsmaßnahmen. Ist dies alles nicht möglich, dann empfehlen wir eine Sonderbeschichtung für alle Motorinnenteile, die aus Stahl gefertigt werden. Denn für hochbelastete, hochdrehende Innenteile kann nur bedingt Edelstahl verwendet werden. Diese sogenannte CWL-Beschichtung sorgt für Unempfindlichkeit gegen Korrosion.

Haben Sie Anwendungsbeispiele, wie Ihre Motoren in der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden?

Dübbelde: Teig rühren, Teigbahnen fördern und schneiden, Bauchfleischspieße drehen, Wurstbrät rühren oder Wurstpelle abwickeln, die Anwendungen in der Lebensmittelindustrie sind zahlreich. Lassen Sie mich nur einige wenige Anwendungen genauer ausführen, wie zum Beispiel den Einsatz unseres Advanced-Line- Druckluftmotors in einem Rührwerk zur Herstellung von Fruchtsaft. Unser Druckluftmotor mit einer Leistung von 300 W treibt mit einer Drehzahl von 700 Umdrehungen/Minute einen Propellerrührer eines Magnetrührwerks an. Doch auch für hohe Drehmomentanforderungen haben wir für Industrierührwerke die richtigen Antriebe: Unsere Advanced-Line-Hochmomentmotoren entwickeln enorme Power auf kleinstem Raum. Der 900 W Hochmomentmotor mit einer Nenndrehzahl von 22 Umdrehungen/Minute überwindet ein Startmoment von 585 Nm und hat dabei einen maximalen Durchmesser von 63 mm.

Könnten Sie bitte noch ein weiteres Beispiel nennen?

Dübbelde: Eine weitere Anwendung findet sich in Mahlwerken und Fördersystemen in der Getreideverarbeitung. Hier liegt besonderer Augenmerk im Explosionsschutz bei der Bildung von Stäuben. Alle unsere Advanced-Line-Motoren sind für den Einsatz im explosionsgeschützen Bereich ATEX-zertifiziert. Doch auch bei der Fleischverarbeitung finden Sie unsere Motoren, wie zum Beispiel in einer halbautomatischen Montageanlage zur Herstellung von Schaschlikspießen. In der Spießeinheit treiben zwei Druckluftmotoren einen Holzspieß über zwei Riemen nach vorne durch die Fleisch-, Zwiebel- und Paprikastückchen. Am Spieß liegt eine Druckkraft von 38 kg an und deshalb ist der leistungsstarke Druckluftmotor mit seiner kompakten Bauweise ideal für diese Anwendung.

Welchen Vorteil hat ein Druckluftmotor gegenüber einem Elektromotor in dieser Anwendung?

Dübbelde: Vieles spricht für den Einsatz eines Druckluftmotors: Einer der Hauptvorteile ist seine große Leistungsdichte. Je nach Ausführung hat ein Druckluftmotor nur ein Fünftel der Masse eines Elektromotors oder ein Drittel seiner Größe. Das ist vor allem bei der Verwendung in handgeführten Geräten entscheidend, aber natürlich auch in Robotersystemen, bei denen sich der Antrieb mit dem Roboterarm bewegt.

Auch Hitze lässt den Druckluftmotor kalt. Druckluft ist gerade im kritischen Milieu ein unproblematischer Energieträger – es entstehen keinerlei Gefahren durch Elektrizität. Die abgegebene Leistung ist beim Druckluftmotor über weite Drehzahlbereiche nahezu konstant. Druckluftmotoren können deshalb auch in einem breiten Feld wechselnder Lasten optimal betrieben werden. Der Druckluftmotor kann problemlos bis zum Stillstand belastet werden ohne Schaden zu nehmen, das heißt er ist abwürgefest. Nach Reduzierung der Last läuft er sofort wieder an und das beliebig oft hintereinander. Die Motorleistung eines Druckluftmotors lässt sich problemlos durch die Änderung des Betriebsdrucks anpassen. Die Drehzahl kann stufenlos durch die Drosselung der Luftmenge herabgesetzt werden. Dabei bietet sich die Zuluftdrosselung an, wenn auch das Drehmoment entscheidend reduziert werden soll. Eine Abluftdrosselung wählt man immer dann, wenn die Drehzahl ohne große Beeinflussung des Drehmoments reduziert werden soll.

Druckluftmotoren gelten oft nicht als effizient, wenn sie mit einem Elektromotor verglichen werden. Können Sie das bestätigen?

Dübbelde: Druckluftmotoren und Elektromotoren lassen sich nicht eins-zu-eins vergleichen. Die Effizienz eines Antriebes hängt immer von den Einsatzbedingungen ab. Ich möchte Ihnen dies anhand eines Beispiels näher aufzeigen: Ein Motor soll in einer Verpackungsmaschine eine Drehzahl von 450 Umdrehungen/Minute erzielen. Zum Verschluss eines Packbandes steht über einen längeren Zeitraum ein Drehmoment von 25 Nm mit reduzierter Drehzahl an. Elektromotoren können, ohne das Risiko einer unzulässigen Überhitzung einzugehen, nicht über einen längeren Zeitraum überlastet werden. Deshalb muss ein Elektromotor für diese Verpackungsmaschine auf das Lastdrehmoment ausgelegt werden und würde eine Leistung von 1170 W (25 Nm mal 450 Umdrehungen/Minute dividiert durch 9550) benötigen. Ganz anders ist dies beim Druckluftmotor: Durch den günstigen Drehmomentverlauf von Druckluftmotoren reicht ein leistungsschwächerer Antrieb aus. Hier würde man einen Druckluftmotor mit einem Nenndrehmoment von 15 Nm bei einer Nenndrehzahl von 275 Umdrehungen/Minute auswählen. Da das Arbeitsdrehmoment unter dem Nenndrehmoment liegt, dreht der Motor unter geringer Last nahe der Leerlaufdrehzahl mit 450 Umdrehungen/Minute. Die benötigte Leistung des Druckluftmotors beträgt damit nur 430 W. Wenn beim Druckluftmotor für diese Verpackungsmaschine nur ein Drittel der Leistung eines Elektromotors installiert werden muss, erscheint die Energiebilanz des Druckluftmotors gleich in einem ganz anderen Licht

Das Unternehmen Deprag Schulz blickt auf jahrzehntelange Erfahrung im Bereich Druckluftmotoren zurück. Sie verfügen über eine große Angebotspalette hochwertiger, weltweit geschätzter Antriebslösungen für die Industrie. Sind die Advanced-Line-Motoren eine Sonderlösung für die Anwendung in der Lebensmittelindustrie?

Dübbelde: Unsere Ingenieure haben in der Tat unsere Druckluftmotoren im Laufe der Jahrzehnte immer weiter optimiert und unser Standardprogramm wurde immer mehr an die Erfordernisse unserer Kunden angepasst. Die Advanced-Line-Motoren gehören zum Deprag-Katalogprogramm, unsere Kunden profitieren dabei von lange bewährten, prozesssicheren Antriebslösungen für die Lebensmittelbranche und die Medizintechnik. Wir bieten diese Motoren in einem großen Leistungsbereich von 20 W bis 1.6 kW kombiniert mit vielen integrierten Planetengetrieben aus eigener Fertigung mit Drehzahlen von 7 bis 24.000 Umdrehungen/Minute. Dieses große Spektrum an Edelstahlmotoren macht uns zum Marktführer in diesem Segment. Sie finden damit für jede Leistungsanforderung die ideale Lösung. Durch unsere Entwicklungsexpertise und hohe Fertigungstiefe können wir aber auch ganz flexibel auf Kundenwünsche reagieren, wenn eine bestimmte Ausführung, wie eine spezifische Flanschanbindung oder ein Sonderspindelwunsch, nicht im Katalog zu finden ist. 85 Prozent unserer gefertigten Antriebe sind kundenspezifisch angepasste Lösungen basierend auf Standardkomponenten.

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