Update uw browser.

Het lijkt erop dat u een oude versie van Microsoft Edge gebruikt. Update uw browser voor de beste ervaring met de Busch website.

Contact
Belgie

Bron: © www.istockphoto.com - paparazzit

Droge vacuümtechnologie voor chemische en farmaceutische processen

Vacuüm speelt een essentiële rol bij chemische en farmaceutische processen. Of het nu gaat om transport door middel van vacuüm, inertisering, destillatie of droogprocessen, vacuüm wordt overal toegepast om processen veiliger, sneller en economischer te maken of om deze überhaupt mogelijk te maken.
De verschillende technologieën voor het opwekken van vacuüm zijn zeer uiteenlopend. Vloeistofringvacuümpompen en stoomuitlaten zijn tientallen jaren lang de robuuste werkpaarden geweest voor het opwekken van vacuüm.
Deze hebben, net als draaischuifvacuümpompen met recirculerende oliesmering, één nadeel: ze gebruiken een bedrijfsvloeistof die in contact komt met het procesgas.

Innoverend: droge schroefvacuümpompen

In de jaren 90 bracht Busch de eerste droge schroefvacuümpomp op de markt, de COBRA. Het grootste verschil met de in die tijd bekende vloeistofringvacuümpompen was dat schroefvacuümpompen geen bedrijfsvloeistof nodig hebben om het gas te comprimeren. Daarom worden ze "droge" schroefvacuümpompen genoemd (afb. 1). Droge schroefvacuümtechnologie wordt nu ook vaak toegepast in de chemische en farmaceutische sector.

Werkingsprincipe

In een schroefvacuümpomp draaien twee in elkaar grijpende schroefvormige rotoren in tegengestelde richting (afb. 2). De procesgassen worden binnengezogen, opgesloten tussen de cilinder- en schroefkamers, gecomprimeerd en naar de gasuitlaat getransporteerd. Tijdens het compressieproces komen de schroefrotoren niet met elkaar of met de cilinder in contact. De precieze productie en minimale speling tussen de bewegende onderdelen zorgen ervoor dat dit werkingsprincipe mogelijk is. Daarnaast garandeert het een lage einddruk tot 0,01 millibar (absoluut).
COBRA schroefvacuümpompen werken met een koelingsysteem dat zorgt voor gelijkmatige temperatuurverdeling en hogere thermische efficiëntie en stabiliteit in de hele pomp. Hierdoor kan de temperatuur zodanig worden geselecteerd dat het hoog genoeg is om het procesgas niet te condenseren, maar laag genoeg om eventuele temperatuurgerelateerde problemen te voorkomen, zoals gasafzetting of spontane ontbranding.
Door de afwezigheid van een bedrijfsvloeistof geschiedt de compressie in de proceskamer zonder verontreiniging of reactie.

Bescherming van het vacuümsysteem

Afhankelijk van het procesgas kan de vacuümpomp blootgesteld worden aan bepaalde risico's. Het is daarom belangrijk dat de procesgassen genoeg bekende eigenschappen hebben die deze risico's minimaliseren. Vaak zijn er verschillende componenten vereist, die op de inlaat of drukzijde kunnen worden geïnstalleerd om het procesgas te transporteren zonder de vacuümpomp te beschadigen. Dit wordt een vacuümsysteem genoemd, dat ook ook kan bestaan uit verschillende vacuümpompen (afb. 3).
Voor de veilige werking van het vacuümsysteem is het belangrijk om het systeem te beschermen tegen corrosie en afzettingen die worden veroorzaakt door kristallisatie of polymerisatie, en om de materiaalweerstand te verhogen.

Bescherming tegen corrosie

Er zijn verschillende effectieve maatregelen voor bescherming van het vacuümsysteem of de individuele vacuümpompen tegen corrosie:

  • De eerste mogelijkheid is om te voorkomen dat corrosieve stoffen de vacuümpomp binnenkomen. Dit kan worden bereikt door upstream condensors of gaswassers te plaatsen.
  • De tweede mogelijkheid om corrosie te voorkomen is om de processtroom in de gasfase te houden. In een schroefvacuümpomp kan dit worden bereikt door een bepaalde bedrijfstemperatuur in te stellen. Bovendien kan het procesgas worden verdund door een toegevoerde ballastgas om de gedeeltelijke druk van de condenseerbare gassen te verlagen. De volgende eenvoudige logica is dus van toepassing: aanzuigen in gasvorm en afvoeren in gasvorm. De minimumtemperatuur moet daarom zodanig worden geselecteerd, dat deze hoog genoeg is om te voorkomen dat gassen condenseren. De maximumtemperatuur moet zodanig worden geselecteerd dat de vacuümpomp niet wordt beschadigd of dat de maximaal toegestane temperatuur volgens de ATEX-classificatie niet wordt overschreden.
  • Een derde mogelijkheid is het gebruik van compatibele materialen voor de vacuümpomp. In COBRA schroefvacuümpompen van Busch Vacuum Solutions zijn bijvoorbeeld alle onderdelen die in contact komen met het proces standaard gemaakt van nodulair gietzijzer en deze zijn voorzien van een speciale coating die bestendig is tegen vrijwel alle chemische stoffen.

Bescherming tegen deeltjes die het systeem binnendringen

Schroefvacuümpompen moeten altijd worden gebruikt met een zuigzeef of een inlaatfilter. Dit is om te voorkomen dat deeltjes de vacuümpomp binnenkomen. Dankzij de precieze productie van schroefvacuümpompen met de bijbehorende kleine spelingen en toleranties, is er een bepaalde gevoeligheid voor meegevoerde deeltjes.

Droge schroefvacuümpompen worden vaak gebruikt met deeltjesdrogers, met name in de farmaceutische sector. Een bepaald aantal van dergelijke deeltjes kan samen met het procesgas eenvoudig door de vacuümpomp passeren of uitgespoeld worden aan het einde van het proces.

Het wordt niettemin aanbevolen om passende maatregelen te nemen om de regelmatige inzuiging van deeltjes te voorkomen. Busch biedt bijvoorbeeld een groot aantal verschillende deeltjesfilters voor iedere toepassing.

Lekdichtheid van de vacuümpomp/het vacuümsysteem

Vacuümpompen en vacuümsystemen in een chemische omgeving moeten zo afgedicht zijn, dat er geen of slechts een minimum aan omgevingslucht kan binnendringen en een potentieel explosieve atmosfeer kan creëren of dat er geen toxische of explosieve gassen kunnen ontsnappen.

Polymeer O-ringen worden over het algemeen gebruikt om lekkages tussen twee stationaire onderdelen te voorkomen. De bestendigheid is afhankelijk van de geselecteerde polymeer. Het afdichtingsmateriaal moet daarom ook worden aangepast aan de mogelijke procesgassen.

Busch Vacuum Solutions heeft een dynamisch afdichtingsconcept voor de doorvoeren van de draaiassen laten certificeren door TÜV SÜD volgens de Technische instructies betreffende controle van luchtkwaliteit (TA Luft). Deze afdichtingen worden beschouwd als technisch lekdicht.
Gebruikstips

Voor de meeste toepassingen wordt het aanbevolen de vacuümpomp gedurende een bepaalde tijd voorafgaand aan het procesbedrijf op te warmen. Hierdoor kan de opgegeven temperatuur worden ingesteld.

Het wordt aanbevolen om de vacuümpomp na afloop van het proces te reinigen met een niet-condenseerbaar inert gas om het procesgas volledig uit de vacuümpomp te verwijderen voordat deze wordt uitgeschakeld. Gewoonlijk wordt voor dit spoelproces stikstof gebruikt.

De vacuümpomp kan aan het einde van het proces ook gespoeld worden met een reinigingsvloeistof. Dit wordt aanbevolen als er tijdens het koelen een risico bestaat op vorming van afzettingen in de vacuümpomp.

Explosiebeveiliging

Met verschillende afdichtingssystemen, verschillende coatings en passende accessoires kunnen COBRA schroefvacuümpompen van Busch worden geconfigureerd voor compatibiliteit met vrijwel elke chemische stof.

Bovendien zijn er verschillende ATEX-uitvoeringen beschikbaar voor COBRA schroefvacuümpompen volgens de EU-richtlijn 2014/34/EU.

Elke andere nationale richtlijn kan worden toegepast op deze vacuümpompen, zoals EX-proof in de VS of KOSHA in Zuid-Korea. Dit betekent dat deze vacuümpompen ook wereldwijd kunnen worden toegepast in potentieel explosieve zones en voor het transporteren van explosieve gassen en dampen.

Vlamdovers kunnen zo nodig ook worden ingebouwd.