Vakuum er nødvendig for alt fra vakuumpakning til termoformet pakning. Uden vakuum ville det også være umuligt at håndtere og transportere kartoner eller automatisere palletering og ordreudtagningssystemer.
Forskellige påfyldningsmaskiner bruger også vakuum til at indføre produktet eller håndtere emballage (pick & place).
I modsætning til trykluftteknologi synes mange brugere vakuumteknologi ganske vanskeligt at forstå. Dette er grunden til, at vakuumpumper ofte bruges forkert, eller deres output er unødigt overdreven.
Dette resulterer i utilfredsstillende resultater, procesforstyrrelser eller for store energi- eller driftsomkostninger. De 10 overvejelser nedenfor er samlet for at hjælpe dig med at bruge vakuumteknologi så effektivt som muligt, så du kan optimere processer og reducere driftsomkostninger.
1. Forståelse af vakuummets fysik
Hovedformålet med vakuumpumper og vakuumsystemer er at suge luft ud af et lukket system for at generere et vakuum. Det betyder, at de genererer et trykniveau, der er lavere end det atmosfæriske eller omgivende tryk.
Indenfor pakning & emballering, kan du bruge vakuum til at suge, evakuere, forme, trykke, holde, bevæge, fylde og transportere.
Det anvendte vakuumniveau afhænger af applikationen, men varierer altid mellem 1 og 900 millibar [mbar] (absolut). Forudsat at atmosfærisk tryk (lufttryk) på 1.000 mbar ville dette vakuumniveau være mellem 10 og 99.9 procent (fig. 1).
Foruden det vakuumniveau, der opnås med en vakuumpumpe (kendt som det ultimative tryk), er en vakuumpumpes pumpehastighed en anden nøglevariabel. Pumpehastigheden angiver, hvor meget luft en vakuumpumpe er i stand til at udtrække inden for en bestemt periode.
Pumpehastighed specificeres normalt i kubikmeter i timen [m3/h].
Begge tekniske parametre er relateret til hinanden.
Dette forhold er afbildet i den såkaldte pumpehastighedskurve (fig. 2).
2. Valg af den ideelle vakuum generator
Der er en række forskellige typer vakuumteknologi. Følgende mekaniske vakuumpumper eller blæsere bruges hovedsageligt inden for pakning & emballering (fig. 3):
- Tørtløbende lamelvakuumpumper
Tørløbende lamelvakuumpumper er ideelle til forskellige emballageprocesser.
Disse pumper er i stand til at nå et maksimalt vakuumniveau på 100 mbar.
Pumpehastigheden bør dog ikke overstige 40 m3/h, da lamellerne i større vakuumpumper af denne type slides mere og derfor resulterer i store stigninger i vedligeholdelsesindsatsen og de dertil knyttede omkostninger (fig. 4).
- Oliesmurte lamelvakuumpumper
Oliesmurte lamelvakuumpumper opnår et vakuumniveau på 0,1 mbar.
De er standarden inden for vakuumpakning, men kan også bruges i mange andre applikationer i industrien. Lamelvakuumpumper er i stand til at dække pumpehastigheder fra 3 til 1.600 m3/h.
Driftsolien transporteres i et internt kredsløb (fig. 5).
- Tørløbende klovakuumpumper
Tørløbende klovakuumpumper kræver ingen driftsvæsker i kompressionskammeret.
De har et kontaktfrit driftsprincip og er derfor næsten vedligeholdelsesfrie.
De opnår ultimative tryk på op til 40 mbar og kan reguleres fra 20 til 80 Hz rotationshastighed, hvilket gør dem velegnede til processer, hvor ændrede outputkrav skal imødekommes på efterspørgselsstyret basis.De almindelige pumpehastigheder er mellem 40 og 1.000 m3/h (fig. 6).
- Tørløbende skruevakuumpumper
Tørløbende skruevakuumpumper kræver heller ikke driftsvæsker for at komprimere den udsuget luft. De opnår et vakuumniveau på 0,1 mbar og derunder. Da de fleste applikationer fungerer ved meget højere tryk, bruges skruevakuumpumper generelt kun i større vakuumpakningsmaskiner som et alternativ til en lamelvakuumpumpe med en ekstra vakuumbooster (fig. 7).
- Sidekanalblæsere
Et af de karakteristiske træk ved sidekanalblæsere er deres høje pumpehastighed. Da de kun opnår lave differenstryk, er de kun i stand til at opnå et maksimalt vakuumniveau på 500 mbar. De er derfor ideelt egnet til applikationer, der kræver en høj pumpehastighed i kombination med et lavt vakuumniveau. Mens sidekanalblæsere er vedligeholdelsesfrie, er de mindre energieffektive, hvis de bruges tæt på deres ydelsesgrænser (fig. 8).
3. Dimensionering af vakuumforsyningen
Det er vigtigt for brugerne at nøjagtigt forstå deres specifikke proces og vide, hvilket vakuumniveau og pumpehastighed der kræves til det.
Usikkerhed fører ofte til, at man vælger en vakuumpumpe med for store dimensioner, hvilket resulterer i unødvendige energi- og driftsomkostninger.
I scenarier med ændrede procesparametre anbefaler vi vakuumpumper, der kan styres på efterspørgselsstyret basis, og som enten konstant opretholder det krævede vakuumniveau eller garanterer en ensartet pumpehastighed.
Vi anbefaler altid at konsultere en vakuumspecialist.
Busch Vacuum Solutions tilbyder gennemgang af ens vakuuminstallationer,
hvor man undersøger aktuelle processer og fremhæver potentielle forbedringsområder.
4. Valg mellem en central eller lokal vakuumforsyning
Beslutningen mellem en central vakuumforsyning (fig. 9) for et helt anlæg eller flere vakuumforbrugere, og en decentral vakuumforsyning, hvor hver enkelt maskine har sin egen vakuumpumpe, kan have en afgørende indflydelse på dine indkøb og driftsomkostninger.
Det er derfor vigtigt at gennemgå dine muligheder omhyggeligt.
Individuelle vakuumpumper, der er installeret i en maskine eller tæt på den,
er billigere end en central vakuumforsyning, ikke mindst fordi du ikke længere er nødt til at dække omkostningerne til indkøb og installation af et rørsystem.
Det er dog vigtigt at huske, at en central vakuumforsyning bruger langt færre vakuumpumper end en decentral løsning. Driftsomkostninger reduceres, fordi dine vedligeholdelses- og energiomkostninger er lavere.
Desuden kan der oprettes en central vakuumforsyning uden for paknings- eller produktionsområdet. Dette betyder, at der ikke opstår støj eller varme ved dine arbejdsstationer. En central vakuumforsyning med en styreenhed gør det også lettere at imødekomme outputkravet på efterspørgselsstyret basis
og kan betjenes et bredere outputspektrum.
Du bør også konsultere en vakuumekspert, når du beslutter dig for eller imod en central vakuumforsyning. Busch Vacuum Solutions har mange årtiers erfaring med design og opbygning af centrale vakuumsystemer og er i stand til at tilbyde sine kunder skræddersyede løsninger.
5. Øget effektivitet med vakuumbeholdere eller buffere
Vakuumbeholdere på individuelle vakuumpumper og endda på større vakuumforsyningssystemer kan spare enorme mængder energi.
De kan installeres mellem vakuumpumpen eller vakuumsystemet og forbrugerne. Ved hjælp af en simpel kontrolmekanisme kan vakuumniveauet i beholderen holdes på et bestemt niveau. Når dette niveau er nået, slukker vakuumpumpen automatisk eller skifter til tomgangstilstand.
Hvis trykket i beholderen stiger over et hvis niveau, tændes vakuumpumpen igen. Uden denne opstrøms vakuumbeholder ville vakuumpumpen køre med fuld kraft hele tiden, hvilket betyder, at den også ville forbruge mere energi. Brug af en vakuumpumpe med frekvensomformer kan øge energibesparelsen yderligere.
Busch Vacuum Solutions tilbyder komplette enheder med regulerede vakuumpumper og vakuumbeholdere som standard (fig. 10) og bygger individuelle vakuumsystemer med tilhørerne vakuumbeholdere.
6. Arbejde med vakuumeksperter
Alle former for vakuumteknologier og vakuumsystemer har sine fordele og ulemper. At vælge den bedste vakuumløsning kræver indgående kendskab til vakuumteknologi samt forståelse af brugerens processer.
Derfor anbefaler vi altid at arbejde sammen med en vakuumspecialist.
Busch Vacuum Solutions har et globalt netværk af vakuumspecialister, der fokuserer på bestemte applikationer og markeder. Takket være virksomhedens brede og omfattende portefølje af vakuumteknologier er disse specialister i stand til at tilbyde den ideelle løsning til hver enkelt applikation.
7. Tænk på energiomkostninger
En vakuumgenerators energiomkostninger kan ikke beregnes på grundlag af den nominelle motorangivelse, fordi dette kun giver en begrænset afspejling af det faktiske strømforbrug. Oplysninger om den nominelle motorvurdering og den yderligere specifikation af en servicefaktor forvirrer sagen.
Selvom dette format er tilladt under den amerikanske NEMA-standard, antyder det faktisk et lavere strømforbrug, end du ville opnå i praksis.
Desuden bruger forskellige typer vakuumteknologi forskellige mængder elektricitet i forskellige trykområder. Ved et vakuumniveau på 0,1 til 10 millibar har en oliesmurt lamelvakuumpumpe brug for kun 40 til 60 procent af den specificerede nominelle kraft. Energiforbrug kan kun sammenlignes direkte, hvis du kender effekten på tværs af hele trykprofilen, og hvis du kender trykforholdene under pakkeprocessen. Anerkendte producenter af vakuumpumper og systemer er i stand til at beregne det forventede energiforbrug for deres kunder.
8. Beregning af de samlede omkostninger
Når du køber vakuumteknologi, skal du gøre mere end bare at sammenligne investerings- og energiomkostningerne ved forskellige vakuumpumper og forskellige producenter for at hjælpe dig selv med at tage en beslutning.
Du skal altid se på de forventede samlede omkostninger over en længere periode. Ligesom energiomkostninger kan driftsomkostninger også variere meget. Det er vigtigt at overveje vedligeholdelsesarbejde og den tilhørende nedetid, omkostninger til reservedele og indkøb og bortskaffelse af driftsvæsker.
9. Kontroller tilgængeligheden af service og reservedele
Pålideligheden af en pakkeproces afhænger normalt direkte af driftssikkerheden for vakuumpumpen eller vakuumsystemet.
Derfor er det vigtigt at vælge en troværdig udbyder, der kan tilbyde hurtige, pålidelige service i dit område og levere reservedele uden forsinkelse.
Busch Vacuum Solutions har det største globale servicenetværk og tilbyder en 24-timers service.
10. Ser fremover: Industri 4.0
Moderne vakuumpumper tillader nem vedligeholdelse og let adgang til alle service relevante dele. Busch tilbyder også service kontrakter til en fast takst og tager ansvar for driftssikkerheden for sine vakuumpumper og vakuumsystemer. Operatøren er således dækket og behøver ikke at have sit eget team af serviceteknikere. Busch har nu vakuumpumper i sin produktportefølje, der indeholder intelligente sensorer, der informerer operatøren eller servicetekniker om afventende vedligeholdelsesarbejde i nutid (fig. 11). Derudover tilbydes også eftermonteringssæt, der kan bruges til at gøre eksisterende vakuumpumper klar til Industri 4.0.
Vil du høre mere om, hvordan du kan effektivisere din brug af vakuumteknologi, kan du kontakte Busch.
Du kan også skrive dig op til Buschs nyhedsbrev eller følge dem på LinkedIn.
