Dosierpumpen-Programm

Lösungsdosierung

Egal, ob im Labor, in einer Testanlage oder in einer kompletten Fertigungsanlage – es ist nicht unwahrscheinlich, dass Sie irgendwann einmal Substanzen akkurat dosieren und von A nach B fördern müssen. Die Anwendungsbereiche sind vielschichtig und reichen von der Nährstoffdosierung über die Zugabe von Geschmacksstoffen und anderen Zusätzen bei der Lebensmittelproduktion bis hin zur Versetzung von Trinkwasser mit chemischen Zusätzen. Bei all diesen Anwendungen sind Dosiergenauigkeiten nötig, die sich am besten mit Verdrängerpumpen erreichen lassen, die unabhängig von den Eintritts- und Austrittsmengen für jeden Gerätezyklus eine feste und konstante Förderleistung erreichen.

Diese Möglichkeit, feste Volumina mit genau steuerbaren Fördermengen abzugeben, bieten alle Verdrängerpumpen, wie z.B. Infusions-, Kolben-, Membran-, Drehkolben- und Schlauchpumpen. Doch dies ist nur der kleinste gemeinsame Nenner. Berücksichtigt man auch die anderen Faktoren – die Notwendigkeit eines verunreinigungsfreien Betriebs in Hygieneanwendungen, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Dosierung, die Einfachheit von Betrieb und Instandhaltung sowie die Gesamtkosten – dann schneiden Schlauchpumpen deutlich besser ab als alle anderen.

Auf den ersten Blick handelt es sich bei Schlauchpumpen um äußerst einfache Systeme. Die Flüssigkeit fließt durch einen elastischen Schlauch, über den Rollen gefahren werden, die den Schlauch in regelmäßigen Abständen zusammendrücken. Hinter dieser einfachen Wirkungsweise steckt jedoch eine komplexe Mess- und Dosiertechnologie, die ihren Wert in zahlreichen praktischen Anwendungen unter Beweis stellt.
Colin Paine erzählt beispielsweise, dass sich die Entscheidung seines Unternehmens, bei der Fertigung von „Dipslide“, einem Testkit für bakterielle Verunreinigungen, auf Schlauchpumpen umzusatteln, als „selbsttragende Investition“ herausgestellt hat – „der Traum jedes Finanzdirektors“. Paine ist Geschäftsführer von Casp Products, wo man Schlauchpumpen von Watson-Marlow Bredel eingeführt hat, um flüssige Nährstoffträger bei 50 °C auf die Dipslides abzugeben. Ein Vorgang, bei dem über 5000 einzelne, hoch präzise 3,5-ml-Dosierungen pro Schicht abgegeben werden müssen – bei einer Taktrate von unter einer Sekunde.

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„Seit der Installation der Pumpen konnten wir durch die bessere Dosiergenauigkeit unsere Produktivität um 5 bis 8 % steigern“, so Paine. Die Dosierpumpen wurden nach erfolgreichen Testläufen mit einer Pumpeneinheit der 500er Serie mit zwei 313er Köpfen ausgewählt. In vielerlei Hinsicht unterstreicht diese eine Anwendung viele der einzelnen Eigenschaften der breiten Palette an Dosierlösungen, die alle auf der bewährten Schlauchpumpentechnologie basieren.

Sehen wir uns zum Beispiel die hygienische Verarbeitung an. Casp Products stellt seine Produkte in einer Reinraumumgebung her. Es ist äußerst wichtig, dass der Nährstoffträger auf keine Weise verunreinigt wird. In einer Schlauchpumpe kommt die Flüssigkeit nur mit dem Inneren des Schlauchs in Berührung, der sich schnell sterilisieren oder austauschen lässt. Da sich der Rollenmechanismus am Äußeren des Schlauchs befindet, gibt es keinerlei Dichtungen, an denen Lecks entstehen könnten und entweder die Flüssigkeit im Inneren des Schlauchs oder die Umgebung um die Pumpe verunreinigen könnten. Da der Schlauch immer von mindestens einer Rolle zusammengedrückt wird, sind keine zusätzlichen Ventile nötig, die sich abnutzen können und immer wieder gereinigt oder ausgetauscht werden müssen. Ein neuer Schlauch ist praktisch eine neue Pumpe.

Dieser letzte Punkt war es auch, der das Hutchison/MRC-Krebsforschungszentrum an der Universität Cambridge letztendlich dazu bewog, als einer der ersten eine andere Dosierpumpe, die 323Dz/D, einzusetzen. Auch sie wurde nach ausführlichen Tests ausgewählt, bei denen die Pumpe unter anderem durch den einfachen Schlauchaustausch überzeugte. „Eine wichtige Anforderung“, so ein Verantwortlicher, „war die Möglichkeit, die Schläuche schnell und einfach auszutauschen. Da wir oft mit Trägern arbeiten, die innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs und unter aseptischen Bedingungen gehalten werden müssen, müssen wir den Schlauch manchmal in wenigen Sekunden austauschen, damit wir mit der Dosierung beginnen können, bevor der Trägerstoff abkühlt.“

Die 323er Pumpe von Hutchison/MRC wird für Arbeiten verwendet, bei denen Volumina von zwischen wenigen Millilitern bis hin zu 20 Litern dosiert werden müssen. Hierfür sind der große Bereich an verfügbaren Schlauchdurchmessern und die Auswahl an fünf Antrieben und fünf Pumpenköpfen in der 323-Reihe perfekt.

Die Bedeutung des Schlauchs ist bei Schlauchpumpen natürlich immens. Das hat Watson-Marlow Bredel schon lange erkannt. Dafür steht auch die Investition in die Schlauchfertigungsanlage an seiner Hauptniederlassung im britischen Falmouth (Cornwall). In der Anlage mit einem Reinraum der Klasse J10.000 werden die platinausgehärteten Silikonschläuche für die Pumpenreihen des Unternehmens hergestellt.

Die ultraglatten Oberflächen der Pumpsil-Schläuche von Watson-Marlow tragen zur Reduzierung der Proteinbindung bei und bremsen bakterielles Wachstum. Die Schläuche eignen sich damit ideal für Anwendungen, in denen Reinheit und Genauigkeit eine große Rolle spielen. Ein weiterer wichtiger Aspekt – gerade in streng regulierten Branchen wie der Pharmaindustrie – ist, dass jedes Stück Schlauch vollständig lasergeätzt und mit Teilenummer, Chargennummer und Haltbarkeitsdatum versehen ist. Diese Eigenschaft erfüllt alle Anforderungen für kontrollierte Prozesse, wie cGMP, wo häufig eine komplette Nachweisbarkeit des in der Pumpe verwendeten Materials verlangt wird.

Diese Anforderungen werden auch von den Dosierpumpen von Watson-Marlow erfüllt, die alle über ihre eigene integrierte Software zur Dosiersteuerung verfügen. Je nach Modell kann die Pumpe bis zu 50 Dosierprogramme speichern – einschließlich Batchgröße, Dosiermenge, Drehzahl und Dosierintervall. Komplexere Steuerungen, wie die Einstellung von Dosierbeginn und -ende oder Rampen- und Rücklauf-Einstellungen, lassen sich problemlos in Programme integrieren, die dafür sorgen, dass die Pumpe nicht für jedes neue Medium neu programmiert werden muss.

Die Rampeneinstellungen sind besonders nützlich, wenn Pumpen bei Füllvorgängen eingesetzt werden. Im Prinzip ermöglicht dies das Füllen ohne Spritzen und ohne Schaumbildung: Die Fördermenge wird langsam auf eine konstante Geschwindigkeit gebracht und dann kurz vor Ende der Befüllung wieder heruntergefahren. Zudem wird durch die programmierbare Tropfsteuerung ein Tropfen zum Ende der Befüllung vermieden, indem die Rollerrichtung zum Ende jeder Dosierung kurzzeitig umgekehrt wird.

Außer der Leistungsstärke und der Eignung für hygienische Umgebungen trägt auch die fünfjährige Garantie, die für viele Dosierpumpen angeboten wird, zum Erfolg dieser Pumpen bei.

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