Mobiles Zentrifugensystem
für explosionsgefährdete Bereiche
von Martin Bachmann, Tobias Popp und Claude Tanner
Mobiles Zentrifugensystem (151 kB)
- Bild 1: Mobiles Zentrifugensystem VTC-M der Ferrum AG für den Einsatz in der Ex-Zone 1
- Bild 2: Mobiles Zentrifugensystem (Rückansicht) mit geöffnetem Steuerungs- und Antriebsschrank sowie Inertisierungseinheit
Eine einzigartige Kombination: Mit dem mobilen Zentrifugensystem von Ferrum AG steht dem Betreiber erstmals eine kompakte, schlüsselfertige und mobile Einheit für den Einsatz bis Ex-Zone 1 zur Verfügung. Das System lässt sich einfach versetzen und ist in kürzester Zeit startbereit; zudem ermöglicht die Konstruktion einen bequemen, effizienten und sicheren Betrieb.
Mobiles Zentrifugensystem
In der Feinchemie- und Pharmaindustrie steigt der Bedarf an Zentrifugen für die Verarbeitung von hochwirksamen Produkten im Bereich der Kleinmengenproduktion sowie für Pilot- und Laboranlagen. Als Antwort auf die steigende Nachfrage hat Ferrum ein mobiles, kompaktes und schlüsselfertiges Zentrifugensystem entwickelt. Die Sonderausführung kombiniert Zentrifuge, Steuerung, Antriebskomponenten und Inertisierung in einer Einheit und kann in Zone 1 eingesetzt werden. Das System ist mit Laufkorbdurchmessern von 320 bis 500 mm erhältlich. Daraus ergeben sich Nutzvolumen von 6.6 bis 35 dm3 pro Charge sowie eine maximale Beschleunigung von 1'610 g. Zur Ausstattung zählen neben der Zentrifugeneinheit mit Inertisierung auch ein Steuerungs- und Antriebsschrank sowie ein Unterbau, welcher ein einfaches Verschieben mit einem Handgabelhubwagen ermöglicht. Aussenliegende, nicht produktberührte Teile sind in rostfreiem Stahl AISI 304 (1.4301) gefertigt, produktberührte Teile in AISI 316 L (1.4404) oder höherwertig (z.B. Hastelloy C22, 2.4602). Das schwenkbare Zentrifugengehäuse bietet beste Inspizierbarkeit des Prozessraums sowie speziell des Bereichs unter dem Laufkorb. Die als offenliegende O-Ringe ausgeführten Dichtungen verhindern Produktablagerungen und ermöglichen eine effiziente Reinigung des Prozessraums. Der Ex-d-Antriebsmotor befindet sich in der Zentrifugeneinheit direkt unter dem Laufkorb. Unwucht und Vibrationen während des Betriebes werden von den an der Zentrifuge angebrachten Dämpfungselementen wirksam reduziert.
Einsatz im Ex-Bereich – in kürzester Zeit betriebsbereit!
Das Zentrifugensystem lässt sich einfach mit einem Handgabelhubwagen in den Ex-Bereich verschieben und ist in kürzester Zeit betriebsbereit. Kundenspezifische Schnellverschlüsse erlauben ein effizientes Anschliessen an die Medien Strom, Stickstoff, Steuerluft, Suspension, Waschflüssigkeit, etc. Bei Applikationen in explosionsfähiger Atmosphäre wird der nicht inertisierte Zentrifugenprozessraum als Ex-Zone 0 und der Bereich um die Zentrifuge in den meisten Fällen als Ex-Zone 1 oder 2 eingestuft. Vor Produktionsbeginn überlagert die integrierte Schrank-Inertisierung den Steuerungs- und Antriebsschrank mit Stickstoff. Die Inbetriebnahme erfolgt über einen dem Steuergerät nachgeschalteten Ex d-Freigabeschütz. Erst danach wird die Zentrifugensteuerung aktiviert und startet die Inertisierung des Prozessraums. Ist eine vorgegebene Spülzeit abgelaufen, erhält die Zentrifuge die Freigabe zur Produktion. Während der Produktion herrscht im Prozessraum ein Stickstoff-Überdruck gegenüber der Atmosphäre. Für die Inertisierung und Überwachung des Prozessraums ist im Zentrifugensystem eine von Ferrum entwickelte und nach ATEX-Richtlinie 94/9/EG zertifizierte N2-Inertisierungseinheit eingebaut. Die Einheit basiert auf Durchfluss- und Drucküberwachung und garantiert einen sicheren und störungsfreien Betrieb. Eine O2-Messung kann optional nachgerüstet werden.
Antrieb und Steuerung
Speziell bei dieser mobilen Zentrifugeneinheit für den Ex-Bereich nimmt die Automation eine zentrale Stellung ein. R. STAHL hat in Zusammenarbeit mit Ferrum AG den Steuerungs- und Antriebsschrank (Ex p) für das mobile Zentrifugensystem konzipiert. Die Steuerung wurde von R. STAHL nach ATEX-Richtlinie zertifiziert und ist für die Temperaturklasse T4 zugelassen; zudem gibt es für die Gasgruppe mit einer IIC Klassifizierung keine Einschränkungen.
Das Operator Panel ET 65 Ex-i von R. STAHL ist auf dem Steuerungs- und Antriebsschrank montiert. Neben einem Zeilendisplay verfügt das Panel über diverse Funktionstasten, welche dem Operator eine einfache und effiziente Bedienung der Zentrifuge ermöglichen.
Die im Schrank integrierten SPS- und Auswertegeräte überwachen diverse Sicherheitssignale, wie Unwucht, Drehzahl oder Gehäuseverriegelung. Zudem sind Antriebs- und Leistungskomponenten, ein Frequenzumformer sowie die Schrank-Inertisierungseinheit Ex p 8624 untergebracht. Diese Einheit wird über ein im Pult integriertes Steuergerät bedient.
Fest-Flüssig-Trennung in der mobilen Zentrifuge
Die optimal angelegten Bedienkomponenten erlauben eine einfache und effiziente Handhabung im Rahmen der Fest-Flüssig-Trennung. Die einzelnen Prozessschritte werden durch den Operator manuell durchgeführt und überwacht. Die Suspension gelangt über das Füllrohr in den drehenden Zentrifugenlaufkorb. Durch das Zentrifugieren entsteht ein Produktkuchen, welcher zusätzlich mit einer Flüssigkeit gewaschen und danach trockengeschleudert wird, bis die gewünschte Restfeuchtigkeit erreicht ist. Von Hand oder mit einem Filtersack wird der Feststoff vertikal nach oben aus dem Laufkorb ausgetragen. Zur Reinigung des Zentrifugenprozessraums ist ein CIP-System (Cleaning In Place) integriert. Dieses kommt bei Produkt- oder Chargenwechsel zum Einsatz, um eine Querkontamination auszuschliessen.
Ferrum AG – Vielfalt und Qualität
Ferrum AG Zentrifugentechnik fertigt hochwertige Schäl- und Schubzentrifugen für die Fest-Flüssig-Trennung in der Chemie-, Feinchemie- und Pharmaindustrie. Die Firma wurde 1917 gegründet und ist noch heute ein reines Familienunternehmen. Der schweizer Hauptsitz befindet sich in Rupperswil, hinzu kommen Tochtergesellschaften in den USA und in Indien. Mit über 6'200 ausgelieferten Zentrifugen sowie einem weltweiten Verkaufsnetzwerk von über 60 Ländervertretungen gehört Ferrum AG zu den international führenden Zentrifugenherstellern. Im breitgefächerten Produktsortiment finden sich Zentrifugen mit Trommeldurchmessern ab 320 mm für Kleinmengenproduktionen bis hin zu grösseren Produktionsapplikationen mit Trommeldurchmessern bis 1'200 mm für Schub- und 2'000 mm für Schälzentrifugen. Was alle Produkte der Ferrum AG Zentrifugentechnik gleichermaßen auszeichnet, sind Verarbeitungsqualität, Verlässlichkeit und hohe Durchsatzleistungen. So fördert etwa die größte Schubzentrifuge P-120 bei einer Salzapplikation über 85 Tonnen Salz pro Stunde.
- Bild 3: Geöffneter Antriebs- und Steuerschrank, der im Betrieb mit Stickstoff überlagert ist.
- Bild 4: Zentrifugensystem mit Operator-Panel ET 65 Ex i von R. STAHL