10 vurderingskriterier for optimal bruk av vakuumteknologi

Vakuumteknologi spiller en stor rolle i pakking av matvarer, men også mange andre produkter. Vakuum er nødvendig for alt fra vakuumpakking, til tubepose- og blisterpakking og termoformet pakking. Uten vakuum ville det også være umulig å håndtere og transportere kartonger eller automatisere palletering og ordreplukkesystemer. Ulike fyllemaskiner bruker også vakuum til å mate inn produktet eller håndtere pakking (plukk og plasser).

I motsetning til trykkluftteknologi synes mange brukere at vakuumteknologi er vanskelig å forstå. Derfor brukes vakuumpumper ofte feil eller resulterer i at utgangseffekten er unødvendig høy. Dette fører til lite tilfredsstillende resultater, avbruddsutsatte prosesser eller høye energi- eller driftskostnader. Vi har satt opp 10 vurderingskriterier for å hjelpe deg med å bruke vakuumteknologi så virkningsfullt og effektivt som mulig, slik at du kan optimalisere prosesser og kutte driftskostnader.

1. Forstå fysikken bak vakuum

Hovedformålet med vakuumpumper og vakuumsystemer er å suge luft ut av et lukket system for å generere vakuum. Det betyr at de genererer et trykknivå som er lavere enn atmosfære- eller omgivelsestrykket.

I pakketeknologi kan du bruke vakuum til suging, tømming, forming, pressing, holding, flytting, fylling og transport. Vakuumnivået som brukes, avhenger av bruksområdet, men er alltid i området 1 til 900 millibar [mbar] (absolutt). Hvis vi forutsetter et atmosfærisk trykk (lufttrykk) på 1000 mbar, vil dette vakuumnivået være på mellom 10 og 99,9 prosent (fig. 1).

I tillegg til vakuumnivået som oppnås av en vakuumpumpe (betegnet som sluttrykket), er vakuumpumpens pumpekapasitet en annen nøkkelvariabel. Pumpekapasiteten angir hvor mye luft en vakuumpumpe kan trekke ut i løpet av et visst tidsrom. Pumpekapasitet spesifiseres vanligvis som kubikkmeter i timen [m3/t]. Begge disse tekniske parameterne er forbundet med hverandre. Dette forholdet fremstilles i den såkalte pumpekapasitetskurven (fig. 2).

2. Velge den ideelle vakuumgeneratoren

Det finnes mange ulike typer vakuumteknologi. De følgende mekaniske vakuumpumpene eller blåserne brukes hovedsakelig innenfor emballeringsteknologien (fig. 3):

1. Tørre lamellvakuumpumper
Tørre lamellvakuumpumper er ideelle for en rekke ulike pakkeprosesser. Disse pumpene kan nå et maksimalt vakuumnivå på 100 mbar. Pumpekapasiteten skal imidlertid ikke overstige 40 m3/t, da lamellene i store vakuumpumper av denne typen slites mer og dermed fører til betydelig økning i vedlikeholdsarbeid og tilknyttede kostnader.

2. Oljesmurte lamellvakuumpumper
Oljesmurte lamellvakuumpumper når et vakuumnivå på 0,1 mbar. De er standarden innenfor vakuumpakking, men kan også brukes på mange andre bruksområder innenfor industrien. Lamellvakuumpumper kan dekke en pumpekapasitet fra 3 til 1600 m3/t. Driftsvæskeoljen transporteres i en intern krets.

3. Tørre klovakuumpumper
Tørre klovakuumpumper krever ingen driftsvæske i kompresjonskammeret. De har et berøringsfritt driftsprinsipp, og er derfor nesten helt vedlikeholdsfrie. De oppnår et sluttrykk på opptil 40 mbar og kan reguleres med en rotasjonshastighet på 20 til 80 Hertz, noe som gjør dem egnet for prosesser der skiftende ytelseskrav må oppfylles på etterspørselsdrevet basis. Vanlig pumpekapasitet er på 40 til 1000 m3/t.

4. Tørre skruevakuumpumper
Tørre skruevakuumpumper krever heller ikke driftsvæsker for å komprimere den ekstraherte luften. De oppnår et vakuumnivå på 0,1 mbar og lavere. Siden de fleste applikasjoner krever mye høyere trykk, brukes skruevakuumpumper generelt bare i større vakuumpakkemaskiner som et alternativ til en lamellvakuumpumpe med en ekstra vakuumbooster.

5. Sidekanalblåsere
En av de karakteristiske egenskapene ved sidekanalblåsere er den høye pumpekapasiteten. Fordi de bare oppnår lave differensialtrykk, kan de bare oppnå et maksimalt vakuumnivå på 500 mbar. De egner seg derfor ideelt til applikasjoner som krever høy pumpekapasitet i kombinasjon med et lavt vakuumnivå. Mens sidekanalblåsere er vedlikeholdsfrie, er de mindre energieffektive dersom de brukes nær ytelsesgrensene.

3. Dimensjonering av vakuumforsyningen

Det er viktig for brukerne å ha en nøyaktig forståelse av den bestemte prosessen og vite hvilket vakuumnivå og hvilken pumpekapasitet som kreves til den. Usikkerhet fører ofte til at det velges en vakuumpumpe med for store dimensjoner, noe som fører til unødvendige energi- og driftskostnader. I scenarioer med skiftende prosessparametere anbefaler vi vakuumpumper som kan styres på etterspørselsdrevet basis og som enten opprettholder det nødvendige vakuumnivået konstant eller garanterer en konsekvent pumpekapasitet. Vi anbefaler alltid å søke råd hos en vakuumspesialist. Busch Vacuum Solutions tilbyr spesielle vakuumkonsultasjoner som undersøker nåværende prosesser og påpeker potensielle forbedringsområder.

4. Velge mellom sentral og lokal vakuumforsyning

Valget mellom en sentral vakuumforsyning for et helt produksjonsanlegg eller flere vakuumkonsumenter i en desentralisert løsning hvor hver enkelt maskin har sin egen vakuumpumpe, kan ha avgjørende betydning for anskaffelses- og driftskostnadene. Derfor er det viktig å vurdere alternativene nøye. Individuelle vakuumpumper som installeres inne i hver enkelt maskin eller i nærheten av den, er billigere enn en sentral vakuumforsyning, ikke minst fordi du ikke lenger må dekke kostnadene til anskaffelse og installasjon av et rørsystem. Det er imidlertid viktig å huske på at en sentral vakuumforsyning bruker langt færre vakuumpumper enn en desentralisert løsning. Driftskostnadene blir redusert fordi vedlikeholds- og energikostnadene er lavere. I tillegg kan en sentral vakuumforsyning settes opp i separate rom utenfor pakke- eller produksjonsområdene. Dette betyr at det ikke danner seg støy eller varme på arbeidsstasjonene. En sentral vakuumforsyning med styrepanel gjør det også lettere å oppfylle ytelseskravene på etterspørselsdrevet basis, og kan drives over et bredere ytelsesspektrum. Du bør også søke råd hos en vakuumekspert når du skal vurdere for eller imot en sentral vakuumforsyning. Busch Vacuum Solutions har flere tiårs erfaring med å designe og bygge sentrale vakuumsystemer og kan tilby kundene skreddersydde løsninger.

5. Øke effektiviteten med vakuumbeholdere eller buffere

Vakuumbeholdere på individuelle vakuumpumper, og selv på større vakuumforsyningssystemer, kan spare store mengder energi. De kan installeres mellom vakuumpumpen eller vakuumsystemet og konsumentene. Ved bruk av en enkel styringsmekanisme kan vakuumet i beholderen opprettholdes på et bestemt nivå. Når dette nivået er nådd, slås vakuumpumpen automatisk av eller bytter til tomgangsmodus. Hvis trykket i beholderen øker utover en definert verdi, slår vakuumpumpen seg på igjen. Uten denne oppstrøms vakuumbeholderen ville vakuumpumpen kjøre med full effekt hele tiden, noe som betyr at den også ville bruke mer energi. Bruk av en vakuumpumpe med turtallsregulering kan øke energibesparelsene enda mer. Busch Vacuum Solutions tilbyr komplette enheter med regulerte vakuumpumper og vakuumbeholdere som standard, og bygger individuelle vakuumsystemer med oppstrøms beholdere.

6. Konsultasjon med vakuumeksperter

Hver form for vakuumteknologi og hver konfigurasjon av vakuumsystemer har sine fordeler og ulemper. Når den beste vakuumløsningen skal velges, kreves inngående kjennskap til vakuumteknologi samt forståelse av brukerens prosesser. Derfor anbefaler vi alltid å konsultere med en vakuumspesialist. Busch Vacuum Solutions har et globalt nettverk med vakuumspesialister med lang erfaring fra mange applikasjoner og markeder. Takket være selskapets brede og omfattende vakuumteknologiportfolio, er disse spesialistene i stand til å tilby den ideelle løsningen uansett applikasjon.

7. Ta hensyn til energikostnadene

Energikostnadene til en vakuumgenerator kan ikke beregnes på grunnlag av den nominelle motoreffekten, ettersom dette i begrenset grad gjenspeiler den faktiske effekten som brukes. Informasjon om den nominelle motoreffekten og den ytterligere spesifikasjonen av en servicefaktor gjør saken forvirrende. Selv om dette formatet er tillatt under USAs NEMA-standard, indikerer den faktisk et lavere strømforbruk enn du vil oppnå i praksis. I tillegg til dette bruker ulike typer vakuumteknologi forskjellige mengder elektrisitet innenfor ulike trykkområder. Ved et vakuumnivå på 0,1 til 10 millibar trenger en oljesmurt lamellvakuumpumpe bare 40 til 60 prosent av den oppgitte nominelle effekten. Energiforbruket kan bare sammenlignes direkte hvis du vet akseleffekten over hele trykkprofilen og hvis du vet trykkforholdene under pakkeprosessen. Anerkjente produsenter av vakuumpumper og -systemer kan beregne forventet energiforbruk for sine kunder.

8. Beregne totalkostnader

Ved innkjøp av vakuumteknologi bør du gjøre mer enn bare å sammenligne investeringen og energikostnadene for ulike vakuumpumper og ulike produsenter når du skal ta en avgjørelse. Du bør alltid se på de forventede totalkostnadene over en lengre periode. I likhet med energikostnader kan også driftskostnader variere stort. Det er nemlig viktig å ta med kostnader knyttet til reservedeler, anskaffelse og avhending av driftsvæsker og ikke minst nedetid når man skal beregne totale driftskostnader.

9. Kontrollere tilgjengelighet av service og reservedeler

Påliteligheten til pakkeprosessen er vanligvis direkte påvirket av driftssikkerheten til vakuumpumpen eller vakuumsystemet. Derfor er det viktig å velge en pålitelig leverandør som kan tilby rask, pålitelig service på brukerstedet og levere reservedeler uten forsinkelser. Busch Vacuum Solutions har det største globale servicenettverket i bransjen og tilbyr døgnåpen nødservice.

10. Se inn i fremtiden: Industri 4.0

Dagens vakuumpumper er enkle å vedlikeholde med lett tilgang til alle servicerelevante deler. Busch tilbyr serviceavtaler til fastpris og tar ansvar for driftssikkerheten til vakuumpumpene og vakuumsystemene sine. Kundene er dermed beskyttet og trenger ikke å ha sine egne team med serviceteknikere. Busch har nå vakuumpumper i sitt produktutvalg som har intelligente sensorer som informerer operatøren eller serviceteknikeren om kommende vedlikeholdsarbeid i sanntid. I tillegg tilbys også ombyggingssett som kan brukes til å gjøre eksisterende vakuumpumper klare for Industri 4.0.