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Hygienepumpen Pumpen und Frequenzumrichter – Warum sich Nähe zum Motor auszahlt

| Autor/ Redakteur: Günther K. Schlapp / Stéphane Itasse

Verändern sich in einem Prozess aus Gründen der Produktzusammensetzung oder wegen der zeitlich gestaffelten Abnahme von Pharmawasser die Volumenströme, liegt der Einsatz von Pumpen mit einem Frequenzumformer (FU) zur stufenlosen Drehzahlanpassung nahe – doch Achtung: Der Betreiber sollte die Unterschiede zwischen extern installierten, auf dem Motor montierten und im Motor integrierten Frequenzumformern kennen.

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Pharmaunternehmen verbrauchen die meiste Energie in den Sekundärprozessen (Heizung, Lüftung, Klima, Kühlung). Dort sind Frequenzumformer zur Drehzahlanpassung der Pumpen Stand der Technik.
Pharmaunternehmen verbrauchen die meiste Energie in den Sekundärprozessen (Heizung, Lüftung, Klima, Kühlung). Dort sind Frequenzumformer zur Drehzahlanpassung der Pumpen Stand der Technik.
(Bild: Grundfos)

Bei der Suche nach neuen Wirkstoffen für Arzneimittel müssen die Pharma-Forscher naturgemäß kreativ und sehr experimentierfreudig sein. Die für die Produktion verantwortlichen Ingenieure müssen ebenso naturgemäß, aber eher vorsichtig sein, wenn es um den Ersatz traditioneller, bewährter Technik geht. Schließlich haben Produktqualität und Hygiene erste Priorität.

Hinzu kommt: Der Aufwand zur Validierung und Dokumentation eines Herstellungsverfahrens ist immens – auch das erklärt die Zurückhaltung der Pharmaindustrie, das Herstellverfahren eines zugelassenen Produkts zu ändern. Bei aller gebotenen Zurückhaltung gegenüber einem Wechsel beim technischen Equipment: Um die Anlagen kostengünstig betreiben zu können, müssen die Betreiber so nahe wie möglich am Optimum fahren. Der Betrieb drehzahlveränderlicher Pumpen (Drehzahlanpassung über einen Frequenzumrichter) bietet sich dafür häufig an.

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Häufig, aber nicht immer. Zu beachten ist: Frequenzumrichter verursachen zusätzliche Verluste im System – sie sollten also nur zum Einsatz kommen, wenn der Motor nicht mit 100 % Drehzahl betrieben wird. Der Einsatz eines Frequenzumrichters ist nur bei veränderlichen Prozessbedingungen, insbesondere veränderlichen Volumenströmen interessant. Dann passt der FU die Drehzahl der Pumpe entsprechend den Veränderungen an, und das Pumpensystem verbraucht weniger Energie. Bei konstanten Prozessbedingungen ist es in aller Regel günstiger, die Pumpe exakt dem erforderlichen Betriebspunkt anzupassen (zum Beispiel auch durch Abdrehen des Laufrads).

Integriert, aufmontiert und im Schaltschrank?

Wo sollte dieser Frequenzumrichter untergebracht sein? Es gibt grundsätzlich drei Möglichkeiten: Die externe Lösung, also die Installation im mehr oder weniger weit entfernt sitzenden Schaltschrank, wobei FU und Motor über ein entsprechend langes Kabel verbunden sind. Oder der FU ist auf dem Motorgehäuse montiert beziehungsweise im Motorinneren fest integriert.

Erstes Auswahlkriterium ist die Leistung: Die auf dem Motor sitzenden beziehungsweise im Motor integrierten Modelle haben mit 45 beziehungsweise 22 kW einen niedrigeren Leistungsbereich als Schaltschrankmodelle, sie sind also nicht für jede Anwendung geeignet. Schaltschrankmodelle sind bei Grundfos bis zu einer Leistung von 250 kW verfügbar.

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