Probenahme aus Mischern mit wandbündigen Rührwerken

Ob Pharmazieprodukte, Lebens-/Futtermittel oder Mineralstoffe – eine zuverlässige Qualitätssicherung verlangt von Unternehmen heutzutage eine ständige Überwachung, um geltende Qualitätsstandards zu erfüllen.

Eine Verarbeitung von qualitativ nicht hochwertigen Roh-stoffen kann zusätzlich finanzielle Folgen haben. Zusätzlich entstehen Kosten und Reputationsverluste durch Rückruf des Materials. Aus diesem Grund kommt besonders der Überprüfung der Rohstoffe zu Beginn der Verarbeitungs-prozesse eine essenzielle Bedeutung zu.

Probenehmer werden zur zuverlässigen Qualitätssicherung in folgenden Bereichen eingesetzt:
• im Wareneingang zur Überprüfung der gelieferten Qua-lität,
• in der Produktion zur präzisen Prozesssteuerung und
• bei der Abfüllung und Verladung zur Ausgangskontrol-le.

Auswahl des richtigen Probeneh-mers

Generell muss vor dem Einsatz eines Probenehmers der Anwendungsfall genau geprüft werden. Folgende Faktoren beeinflussen die Wahl des Probenehmers:

Materialparameter: Wichtig für die Auswahl des Probe-nehmers ist die Frage, ob das Prozessmaterial fest, flüssig oder gasförmig ist. Zusätzlich müssen weitere Parameter, wie die Viskosität oder chemische Eigenschaften berück-sichtigt werden.

Prozessparameter: In welchem Bereich wird der Probe-nehmer eingesetzt? Jede Umgebung bewirkt eigene Anfor-derungen an das Material des Probenehmers sowie die ein-gesetzten Dichtungen.

Fließgeschwindigkeit: Wie schnell fließt das Prozessmate-rial? Der Probenehmer muss für die auftretenden Kräfte durch das Material ausgelegt sein.

Druck: Höhere Drücke im System stellen höhere Anforde-rungen an die Probenehmer als Systeme, die unter Umge-bungsdruck arbeiten. Dabei ist auch auf Unterdrücke zu achten.

Temperatur: Die eingesetzten Materialien im Probenehmer müssen die Prozess- und Materialtemperaturen aushalten können.

ATEX: Wird der Probenehmer in einer explosionsgefähr-deten Umgebung eingesetzt, muss darauf geachtet werden, dass der Probenehmer dafür ausgelegt ist.

Einbauort: Ein wichtiger Einfluss auf die Wahl des Probe-nehmers hat der geplante Einbauort. Hierbei wird haupt-sächlich unterschieden, zwischen stehenden (z.B. in Behäl-ter, Silo) oder fließenden (z.B. in Rohrleitung) Materialien. So kann ein Tassenprobenehmer zum Beispiel nur in An-wendungen mit fallendem Material eingesetzt werden. Schneckenprobenehmer stattdessen können auch in Behäl-tern eingesetzt werden, die voll mit Material sind.

Kollisionsbetrachtung: Wenn sich innerhalb des Prozess-raumes bewegliche Teile befinden, wie zum Beispiel in Mi-schern, muss darauf geachtet werden, dass es zu keiner Kollision mit dem Probenehmer kommt, da diese häufig zu Beschädigungen und Ausfall der Anlage führt.
Der nächste Abschnitt geht daher auf die Besonderheiten von Probenahme in Mischern ein.

Herausforderungen bei der Probenahme aus Mischern

Mischer gibt es in den unterschiedlichsten Bauformen und für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle. Sobald das Rührwerk jedoch wandbündig ist, besteht das Risiko im Betrieb mit dem Probenehmer zu kollidieren.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um eine Kollision zu vermeiden.
1. Montage des Probenehmers nur wenn das Rührwerk nicht eingebaut ist, z.B. bei ausklappbaren Rührme-chanismen oder wenn es stillsteht. Dies hat zur Folge, dass während des Mischvorganges keine Probe ge-nommen werden kann.
2. Design einer Aussparung im Rührwerk für den Probe-nehmer. Dadurch kann der Probenehmer durchgehend im Prozess stehen bleiben, ohne dass es zu einer Kollisi-on kommt. Auf der anderen Seite führt das jedoch dazu, dass sich Toträume bilden können oder das Material nicht ausreichend gemischt wird.
Der Probenehmer wird so konstruiert, dass er wandbündig mit der Behälterwand ist und trotzdem Material entnehmen kann. Dazu hat die REMBE® Kersting GmbH einen neuen pneumatischen Probenehmer entwickelt, auf den im folgen-den Abschnitt eingegangen wird.

Verfahrbarer Schneckenprobenehmer

Die folgende Abbildung zeigt den Aufbau des neuen pneu-matischen, „SAMscrewtasty“, der speziell für Mischer mit wandbündigem Rührwerk entwickelt wurde. Der Probe-nehmer ist mit einer Schnecke ausgestattet, die zusätzlich linear verfahrbar ist. Mit dem roten Handhebel kann der Probenehmer zusätzlich von der Umgebung getrennt wer-den.

1. Der Probenehmer befindet sich in der Grundstellung. Die Schnecke ist ganz nach vorne gefahren und stößt dabei gegen eine Dichtfläche im Anschweißflansch.
2. Die Schnecke fährt pneumatisch zurück und gibt eine Probenkammer frei.
3. Durch das Rührwerk wird Prozessmaterial in die Pro-benkammer eingetragen.
4. Die Schnecke fährt rotierend vorwärts und schließt die Probenkammer
5. Die Probe wird durch Rückwärtsdrehen der Schnecke zum Probenauslass getragen.
6. Der Probenehmer befindet sich wieder in der Grund-stellung, bereit für eine erneute Probenahme.

Diese Bauweise des Probenehmers gewährleistet, dass in der Grundstellung kein Material in die Schnecke gelangt. Zusätzlich ist der Prozess somit gegen die Umgebung abge-dichtet. Dadurch ist das System auch für Anwendungen im Hygienebereich geeignet.

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