10 overwegingen voor een optimaal gebruik van vacuümtechniek

Maulburg, Duitsland Vacuümtechniek speelt een grote rol bij het verpakken van voedingsmiddelen en andere producten. Vacuüm wordt overal toegepast, van vacuümverpakkingen tot buisvormige zakken, blisterverpakkingen en thermogevormde verpakkingen. Zonder vacuüm zou het ook onmogelijk zijn om dozen te hanteren en te vervoeren of om palletiseer- en orderverzamelsystemen te automatiseren. Verschillende vulmachines gebruiken ook vacuüm om het product in te voeren of om verpakkingen te hanteren (pick & place).
Source: Busch Vacuum Solutions
Source: Busch Vacuum Solutions

In tegenstelling tot blaasluchttechniek vinden veel gebruikers vacuümtechniek nogal lastig te begrijpen. Daarom worden vacuümpompen vaak verkeerd gebruikt of is hun output onnodig hoog. Dit resulteert in onbevredigende resultaten, storingsgevoelige processen of buitensporige energie- of bedrijfskosten. Onderstaande 10 overwegingen zijn samengesteld om u te helpen vacuümtechniek zo effectief en efficiënt mogelijk te gebruiken, zodat u processen kunt optimaliseren en bedrijfskosten kunt verlagen.

1. De natuurkunde achter vacuüm begrijpen
Het belangrijkste doel van vacuümpompen en vacuümsystemen is om lucht uit een gesloten systeem te zuigen om op deze manier vacuüm te genereren. Dit betekent dat ze een drukniveau genereren dat lager is dan de atmosferische of omgevingsdruk.

Afb. 1: Illustratie van vacuüm in millibar en procent. Source: Busch Vacuum Solutions

In de verpakkingstechniek kan vacuüm worden gebruikt om te zuigen, te evacueren, vorm te geven, te persen, vast te houden, te verplaatsen, te vullen en te transporteren. Het gebruikte vacuümniveau is afhankelijk van de toepassing, en varieert meestal tussen 1 en 900 millibar [mbar] (absoluut). Uitgaande van een atmosferische druk (luchtdruk) van 1000 mbar, zou dit vacuümniveau tussen 10 en 99,9 procent liggen (afb. 1). 
Naast het vacuümniveau dat wordt bereikt door een vacuümpomp (ook wel de einddruk genoemd), is de pompsnelheid van een vacuümpomp een andere belangrijke variabele. De pompsnelheid geeft aan hoeveel lucht een vacuümpomp binnen een bepaalde periode kan onttrekken. De pompsnelheid wordt normaal gesproken aangegeven in kubieke meter per uur [m3/h]. Beide technische parameters zijn aan elkaar gerelateerd. Deze relatie wordt weergegeven in de zogenaamde pompsnelheidscurve (afb. 2).


Afb: 2: Typische pompsnelheidscurve: de pompsnelheid neemt af naarmate de druk daalt. Source: Busch Vacuum Solutions

2. De ideale vacuümpomp kiezen
Er zijn veel verschillende soorten vacuümtechnieken. De volgende mechanische vacuümpompen of blowers worden voornamelijk gebruikt op het gebied van verpakkingstechniek (afb. 3):

Afb: 3: Vergelijking van verschillende vacuümpompen en hun potentiële gebruik in verpakkingsprocessen. Source: Busch Vacuum Solutions

1. Drooglopende draaischuifvacuümpompen
Drooglopende draaischuifvacuümpompen zijn ideaal voor tal van verpakkingsprocessen. Deze pompen kunnen een maximaal vacuümniveau van 100 mbar bereiken. De pompsnelheid mag echter niet hoger zijn dan 40 m3/h, aangezien de schuiven in grotere vacuümpompen van dit type meer slijten, wat resulteert in een buitensporige toename van de onderhoudsinspanningen en de bijbehorende kosten.

2. Oliegesmeerde draaischuifvacuümpompen
Oliegesmeerde draaischuifvacuümpompen bereiken een vacuümniveau van 0,1 mbar. Deze pompen zijn dé standaard voor vacuümverpakken, maar kunnen ook gebruikt worden voor tal van andere toepassingen. Draaischuifvacuümpompen kunnen pompsnelheden van 3 tot 1600 m3/h bereiken. De olie wordt in een intern circuit getransporteerd.

3. Droge klauwenvacuümpompen
Droge klauwenvacuümpompen vereisen geen bedrijfsvloeistoffen in de compressiekamer. Deze pompen hebben een contactvrij werkingsprincipe en zijn daarom onderhoudsarm. Ze bereiken een einddruk van maximaal 40 mbar en kunnen worden ingeregeld met een toerental van 20 tot 80 hertz. Hierdoor zijn ze geschikt voor processen waarin, op basis van de vraag, aan veranderende outputvereisten moet worden voldaan. Gebruikelijke pompsnelheden liggen tussen 40 en 1000 m3/h.

4. Droge schroefvacuümpompen
Droge schroefvacuümpompen vereisen eveneens geen bedrijfsvloeistoffen om de onttrokken lucht te comprimeren. Deze pompen bereiken een vacuümniveau van 0,1 mbar en lager. Aangezien de meeste toepassingen bij een veel hogere druk werken, worden schroefvacuümpompen over het algemeen alleen gebruikt in grotere vacuümverpakkingsmachines als alternatief voor een draaischuifvacuümpomp met een extra vacuümbooster.

5. Zijkanaalventilatoren
Eén van de onderscheidende kenmerken van zijkanaalventilatoren is de hoge pompsnelheid. Omdat ze slechts lage drukverschillen bereiken, kunnen ze maar een maximaal vacuümniveau van 500 mbar bereiken. Daarom zijn deze ideaal voor toepassingen die een hoge pompsnelheid bij een laag vacuümniveau vereisen. Hoewel zijkanaalventilatoren onderhoudsvrij zijn, zijn ze minder energiezuinig als ze dicht bij hun limieten worden gebruikt.

3. Dimensionering van de vacuümvoorziening
Het is belangrijk voor gebruikers om hun specifieke proces precies te begrijpen en te weten welk vacuümniveau en welke pompsnelheid daarvoor nodig zijn. Onzekerheid leidt er vaak toe dat er een vacuümpomp gekozen wordt met te grote afmetingen, wat resulteert in onnodige energie- en bedrijfskosten. In scenario's met veranderende procesparameters raden we vacuümpompen aan die vraaggestuurd kunnen worden aangestuurd en die ofwel constant het vereiste vacuümniveau handhaven ofwel een consistente pompsnelheid garanderen.
We raden altijd aan om een vacuümspecialist te raadplegen. Busch Vacuum Solutions biedt speciale vacuümaudits aan, waarbij de huidige processen worden onderzocht en mogelijke verbeterpunten worden belicht. 

4. Kiezen tussen een centrale of lokale vacuümvoorziening
De keuze tussen een centrale vacuümvoorziening voor een hele fabriek of meerdere vacuümverbruikers, en een decentrale vacuümvoorziening waarbij elke afzonderlijke machine een eigen vacuümpomp heeft, kan een beslissende invloed hebben op uw aanschaf- en bedrijfskosten. Het is daarom belangrijk om uw opties zorgvuldig af te wegen. 
Individuele vacuümpompen die in een machine of in de buurt ervan worden geïnstalleerd, zijn goedkoper dan een centrale vacuümvoorziening, niet in het minst omdat u geen leidingsysteem hoeft aan te schaffen. Het is echter belangrijk om te beseffen dat een centrale vacuümvoorziening veel minder vacuümpompen gebruikt dan een niet-centrale oplossing. De bedrijfskosten worden lager omdat uw onderhouds- en energiekosten lager zijn. Verder kan een centrale vacuümvoorziening buiten het productie- of verpakkingsgebied geïnstalleerd worden. Dit betekent dat er geen lawaai of warmte ontstaat op uw werkplekken. Een centrale vacuümvoorziening met een schakelpaneel maakt het ook gemakkelijker om op vraaggestuurde basis aan de outputvereisten te voldoen en kan over een breder outputspectrum worden bediend.
Het is aan te raden om een vacuümexpert te raadplegen wanneer u overweegt om een centrale vacuümvoorziening aan te schaffen. Busch Vacuum Solutions heeft tientallen jaren ervaring in het ontwerpen en bouwen van centrale vacuümsystemen en biedt zijn klanten op maat gemaakte oplossingen.

5. De efficiëntie verhogen met vacuümvaten of -buffers
Vacuümvaten op individuele vacuümpompen en zelfs op grotere vacuümvoorzieningssystemen kunnen enorme hoeveelheden energie besparen.
Ze kunnen tussen de vacuümpomp of het vacuümsysteem en de verbruikers worden geïnstalleerd. Met behulp van een eenvoudig regelmechanisme kan het vacuüm in het vat op een bepaald niveau worden gehouden. Zodra dit niveau is bereikt, wordt de vacuümpomp automatisch uitgeschakeld of schakelt deze over in stationaire stand. Als de druk in het vat boven een bepaalde waarde komt, wordt de vacuümpomp weer ingeschakeld. Zonder dit inlaatzijdige vacuümvat zou de vacuümpomp de hele tijd op volle kracht draaien, wat betekent dat hij ook meer energie zou verbruiken. Het gebruik van een vacuümpomp met frequentieregelaar kan de energiebesparing nog verder verhogen.
Busch Vacuum Solutions biedt standaard complete units met gereguleerde vacuümpompen en vacuümvaten en bouwt individuele vacuümsystemen met inlaatzijdige vaten.

6. Werken met vacuümexperts
Elke vorm van vacuümtechniek en elke configuratie van een vacuümsysteem heeft zijn voor- en nadelen. Het kiezen van de beste vacuümoplossing vereist diepgaande kennis van vacuümtechniek en inzicht in de processen van de gebruiker.
Daarom raden wij altijd aan om de hulp in te roepen van een vacuümspecialist. Busch Vacuum Solutions heeft een wereldwijd netwerk van vacuümspecialisten die zich richten op specifieke toepassingen en markten. Dankzij het brede en uitgebreide portfolio van vacuümtechnieken van het bedrijf kunnen deze specialisten voor elke individuele toepassing de ideale oplossing bieden.

7. De energiekosten berekenen
De energiekosten van een vacuümpomp kunnen niet worden berekend op basis van het nominale motorvermogen, omdat dit slechts een beperkte weerspiegeling is van het werkelijk verbruikte vermogen. Informatie over het nominale motorvermogen en de aanvullende specificatie van een servicefactor verwarren de zaak. Hoewel deze berekening is toegestaan onder de Amerikaanse NEMA-standaard, suggereert het in feite een lager energieverbruik dan u in de praktijk zou bereiken.
Bovendien verbruikt elk soort vacuümtechniek een andere hoeveelheid elektriciteit in een ander drukbereik. Zo heeft een oliegesmeerde draaischuifvacuümpomp bij een vacuümniveau van 0,1 tot 10 millibar slechts 40 tot 60 procent van het opgegeven nominale vermogen nodig. Het energieverbruik kan alleen rechtstreeks worden vergeleken als u het asvermogen over het gehele drukprofiel weet en als u de drukomstandigheden tijdens het verpakkingsproces kent. Gerenommeerde fabrikanten van vacuümpompen en -systemen kunnen het verwachte energieverbruik voor hun klanten berekenen. 


8. De totale kosten berekenen
Als u overweegt vacuümtechniek aan te schaffen, kunt u meer doen dan alleen de investerings- en energiekosten van verschillende vacuümpompen en verschillende fabrikanten vergelijken om tot een keuze te komen. Kijk ook altijd naar de verwachte totale kosten over een langere periode. Net als energiekosten kunnen bedrijfskosten namelijk ook erg variëren. Het is belangrijk om rekening te houden met onderhoudswerkzaamheden en de daaruit voortvloeiende uitvaltijd, kosten voor reserveonderdelen en de aanschaf en afvoer van bedrijfsvloeistoffen.

9. De beschikbaarheid van diensten en reserveonderdelen controleren
De betrouwbaarheid van een verpakkingsproces hangt normaal gesproken direct af van de operationele veiligheid van de vacuümpomp of het vacuümsysteem. Daarom is het belangrijk om een betrouwbare leverancier te kiezen die snelle, betrouwbare diensten bij u ter plaatse kan leveren en ook snel reserveonderdelen kan leveren. Busch Vacuum Solutions heeft het grootste wereldwijde servicenetwerk en biedt een 24-uurs nooddienst aan. 

10. Naar de toekomst kijken: Industry 4.0
De vacuümpompen van vandaag zorgen voor eenvoudig onderhoud met gemakkelijke toegang tot alle onderhoudsrelevante onderdelen. Busch biedt ook onderhoudscontracten aan tegen een vast tarief en neemt de verantwoordelijkheid voor de operationele veiligheid van zijn vacuümpompen en vacuümsystemen. Zodoende is de ondernemer beschermd en heeft hij geen eigen team van servicemonteurs nodig. Het productportfolio van Busch bevat nu ook vacuümpompen met intelligente sensoren die de ondernemer of servicemonteur in real time informeren over lopende onderhoudswerkzaamheden. Verder worden ook retrofitsets aangeboden die kunnen worden gebruikt om bestaande vacuümpompen klaar te maken voor Industry 4.0.


Categorieën
Wilt u meer weten?
We geven u graag meer informatie. Contact Busch Nederland:
+31 (0)348 46 23 00 Neem contact met ons op