Mit Vakuumförderern lassen sich nicht nur leicht rieselfähige Schüttgüter, sondern auch brückenbildende, anhaftende oder feucht-klumpige Produkte transportieren.

Die pneumatische Förderung mit Vakuum ist aus der Prozesstechnik nicht mehr wegzudenken. Dabei wird der Feststoff – in der Regel Pulver oder Granulat – zunächst an der Produktaufgabe­stelle abgesaugt und dann durch eine Rohr- oder Schlauchleitung gefördert, um schließlich staubfrei an den gewünschten Zielort wie bspw. in einen Mischer oder eine Verpackungsmaschine zu gelangen. Mit Vakuumförderern lassen sich nicht nur leicht rieselfähige Schüttgüter, sondern auch brückenbildende, anhaftende oder feucht-klumpige Produkte transportieren. Dazu gehören z. B. Flammruß, Titandioxid, Aluminiumhydroxid oder Zinkoxid. Neben dem eigentlichen Fördervorgang können die unterschiedlichsten Zusatzanforderungen an das pneumatische Vakuumfördersystem gestellt werden.

Schritte zur automatischen Gebinde-­Entleerung
Grundsätzlich lässt sich das zu fördernde Gut mit einem Vakuumfördersystem entweder manuell oder automatisch in die Vakuum-­Transportleitung einschleusen. Da bei der Vakuumförderung an der Aufgabestelle (=Ausgangspunkt der Förderung) in der Regel gegen Atmosphärendruck einfach abgesaugt wird, entfällt die bei der Druckförderung nötige aufwändige Zellradschleuse oder der teure Druckbehälter.
Fällt bspw. an einer Taumel-Siebmaschine der rückzuförderndende Grobkornanteil seitlich aus dem Austrag heraus, kann hier einfach über eine flexible Verbindung ein Aufgabeschuh angeschlossen werden. Aus diesem wird dann mit einem Vakuumförderer automatisch die anfallende Produktmenge über einen Feeding-Rohrbogen abgesaugt. Der Feeding-­Rohrbogen erlaubt die stufenlos regelbare ­Sekundärluftzufuhr und damit die Wahl des gewünschten bzw. vorgeschriebenen Zustandes in der Förderleitung (Flug-, Strähnen-, oder Pfropfenförderung). Mitunter befindet sich am Aufgabetrichter noch ein Füllstandssensor, so dass der Vakuumförderer nur bei tatsächlich vorhandenem Produkt in Betrieb ist, wodurch der Energiebedarf minimiert wird. Infolgedessen ergibt sich ein autark arbeitendes Vakuumfördersystem, welches keinen bedienerseitigen Eingriff erfordert.
Völlig anders liegt der Fall hingegen, wenn bspw. ein Mischer mit unterschiedlichen pulverigen Feststoffen, welche sich auch noch in den verschiedensten Gebindeformen (Säcke, Fässer, Octabins etc.) befinden, beschickt werden soll. Häufig sind gerade diese Pulver aufgrund der geringen Mengen oder aus anderen Gründen nicht in Big-Bag‘s erhältlich. Gegenüber dem gesundheits- (Hebearbeit!) und umweltschädigenden (Staubwolke!) Auskippen der Gebinde bietet die Vakuumfördertechnik hier die Möglichkeit der manuellen Absaugung direkt aus den Behältern mittels Sauglanze. Dabei wird ein Förderrohr von dem Bediener direkt in das jeweilige Gefäß getaucht. Über eine verstellbare Feeding-Regelung ist dann, ebenso wie beim automatischen Absaugen, die zur pneumatischen Förderung nötige Sekundärluft zuführbar. Für die Absaugung aus Säcken oder Gebinden mit Inlinern stehen spezielle Doppelrohr-Sauglanzen zur Verfügung. Damit ist die Gefahr, dass der Sack selbst mit eingesaugt wird, beseitigt, da die Sekundär-Luftströmung nicht durch das Produkt, sondern über den Doppelrohrspalt geleitet wird.
Bei stark hygroskopischen Pulvern kann anstelle von Umgebungsluft auch konditionierte Luft als Trägermedium für die Förderung eingesetzt werden. Falls bspw. lösemittelfeuchte Pulver (gleichzeitig Gas EX und Staub EX) zu fördern sind, kann in diesem Fall (hybride Gemische) schon an der Sauglanze die Förderluft durch ein Inertgas ersetzt werden.
Bei sehr leicht rieselfähigen Pulvern und Granulaten genügt es häufig, die Sauglanze einmalig in das Gebinde einzutauchen. Während der Vakuumförderer die vorhandene Menge abfördert und das Material von alleine nachrieselt, kann sich der Mitarbeiter anderen Tätigkeiten zuwenden.
Gerade in der Chemie-, Pharma- und Lebensmittelpraxis zeigen die zu transportierenden Feststoffe jedoch des Öfteren schlechte Rieseleigenschaften, so dass für die Gebinde-Entleerung eine ständige, auflockernde Bewegung mit der Sauglanze nötig wird.
Zur weiteren Arbeitserleichterung bei dieser gängigen Verfahrensweise findet eine Balancer-Befestigung Verwendung, welche die freischwebende Aufhängung der Sauglanze sicherstellt. Der Bediener muss folglich nicht mehr die komplette Sauglanze heben, sondern nur noch die Hubkräfte zum Lösen des Schüttgutes aufbringen. Dadurch ist mit einfachen Mitteln eine ergonomische Arbeitsweise sichergestellt. Zusätzlich kann die Absaugung auf den Punkt gebracht werden, indem das Fass mittels einer Kippvorrichtung schräg gestellt wird.
Alternativ gibt es spezielle Adapter-Trichter in verschiedenen Größen, welche anstelle des ursprünglichen Fass-Deckels auf dem Fass befestigt und abgedichtet werden. Dann muss das Fass nur noch leicht angehoben und um 180° gedreht werden, um nachfolgend die automatische Entleerung mittels Vakuum zu ermöglichen.
Sind alle diese Ansätze aus schüttgutspezifischen oder betrieblichen Gründen nicht realisierbar, oder falls der Automatisierungsbedarf noch weitergehend ist, kommt die automatische Fass-Entleerung zum Einsatz. Damit werden die unterschiedlichsten Klein- oder Großgebinde von oben entleert, ohne dass ein Umfüllen in bspw. Aufgabetrichter erforderlich ist. Damit sind die Mitarbeiter nicht nur von den schweren Hebearbeiten befreit, sondern stehen während der automatischen Fass-Entleerung für andere produktionsrelevante Tätigkeiten zur Verfügung.

Universelle Anwendbarkeit
In einer Anwendung werden bspw. übliche 200 l Chemiefässer zunächst per Rollenbahn zu der Entleer-Vorrichtung transportiert. Von oben fährt dann eine Sauglanze sukzessive in das Gebinde und arbeitet sich saugend durch den Feststoff und entleert damit das Fass. Bei Bedarf wird das Fass oder die Sauglanze zusätzlich in Rotation versetzt. Je nach Kompaktierungsgrad des Pulvers im Fass besteht die Möglichkeit der Fluidisierung mit Druckluft oder einem Intertgas. Über an der Sauglanze befindliche Düsen kann Luft oder Stickstoff eingeblasen werden. Das vorherige Verschließen der Fassöffnung mit einer flexiblen Stulpe garantiert auch hierbei die Staubfreiheit und vermeidet eine Kontamination des Produktes oder der Umgebung. Da der Transport unter Vakuum stattfindet, kann während der Förderung kein Staub nach außen gelangen.
Wie im Detail steuerungstechnisch die automatische Entleerung in ein Prozess-Leitsystem zu integrieren ist, muss im Einzelfall geklärt werden. Beispielsweise kann auch über eine von weitem sichtbare Kontrollleuchte der Mitarbeiter Information über den aktuellen Zustand der Fassentleerung erhalten, damit rechtzeitig der Gebindewechsel erfolgt.
In Anlehnung an die leichte Zerleg- und Reinigbarkeit der Vakuumförderer ist dies auch bei der automatischen Fass-Entleerung gegeben und alle produktberührenden Teile sind aus Edelstahl oder zugelassenen Kunststoffen. Zusätzlich kann die Entleervorrichtung auch an verschiedenen Stellen in der Produktion eingesetzt werden, da sie optional mit einem fahrbaren Untergestell gefertigt wird.
Eine Investition in die automatische Gebinde-Entleerung ist mit den Gesamtaufwendungen für eine manuelle, konventionelle Absaugung zu vergleichen. Dieser Vergleich kann sicherlich nur individuell geschehen, da eine Reihe von Einflussfaktoren berücksichtigt werden müssen. Neben den jeweiligen Gebindegrößen, den unterschiedlichen Gebindeformen, der Beschickungszeit und -häufigkeit, den Verwendungsorten usw. spielen die örtlichen Sicherheitsvorschriften und das Lohnniveau eine Rolle. Neben der Behälterentleerung werden Vakuumförderer auch zur Befüllung von Fässern oder Containern eingesetzt. Bei der Einwaage von Rohstoffen wird dann das Zielgebinde verwogen (Gain in weight).

Empfindliche Schüttgüter fördern
Ein weiterer Aspekt kann die schonende Förderung sein. Speziell modifizierte Vakuumförderer sind in der Lage Tabletten, Kapseln, Hohlkörper und Dragees zerstörungsfrei zu fördern und werden z. B. zur Beschickung von Ver­packungsmaschinen eingesetzt.
Falls jedoch Gebinde per Sauglanze entleert werden, besteht zum einen die Gefahr, dass der Mitarbeiter durch das Sauglanzen-Handling unbeabsichtigt Tabletten zerstört und zum anderen ist der Mitarbeiter die ganze Zeit an diese Tätigkeit gebunden. Beide Probleme wurden bei einem bedeutenden internationalen pharmazeutischen Hersteller durch den Einsatz einer automatischen Fass-Entleerung gelöst. Die Sauglanzenführung ist dabei so gesteuert, dass immer nur von der Produkt-Oberfläche abgesaugt wird und damit das empfindliche Schüttgut nicht mechanisch beansprucht wird.
Darüber hinaus ist es bei dem Handling von hochdosierten Wirkstoffen, toxischen Chemikalien oder Explosivstoffen in der Regel nicht erwünscht, dass während der Gebinde-Entleerung fortwährend ein Mitarbeiter anwesend sein muss. Deswegen wird in diesen Fällen die automatische Fass-Entleerung branchenübergreifend eingesetzt, um einen mannlosen Betrieb zu gewährleisten.

Synergieeffekte
Die automatische Fass-Entleerung ist speziell für den Einsatz in Verbindung mit einem Vakuumförderer entwickelt worden. Gegenüber bspw. der Druckförderung herrscht bei einem Vakuumförderer im Betriebszustand ständig Unterdruck im System. Falls Leckagen auftreten sollten, tritt folglich höchstens Umgebungsluft in die Anlage ein. Somit ist die Gefahr gering, dass, wie es bei einem Überdrucksystem durch Installations- oder Wartungsfehler oft der Fall ist, die Umwelt mit austretendem Staub belastet wird. Da bei der automatischen Gebinde-Entleerung nach Einführung der Sauglanze der Entleervorgang ebenso im geschlossenen System erfolgen kann, ist eine hohe Prozesssicherheit gegeben. Von der Produktaufgabe über den Transport bis zur Produktabgabe gelangt weder Pulver in die Umgebung, noch dringen unerwünschte Substanzen in das System ein.
In einer weiteren Ausbaustufe der automatischen Fass-Entleerung kann der Vakuumförderer zusätzlich mit Wägezellen ausgerüstet werden. Es wird also gefördert und gleichzeitig verwogen (Conweigh). Eine Anwendung ist das genaue Einbringen von Rezepturen in Mischer.
Wiederum sind die Vorteile der Vakuumfördertechnik ein zentraler Bestandteil. Insbesondere gegenüber konventionellen Förderschnecken (mechanische Förderer) ist mit Vakuumförderern – je nach Schüttguteigenschaft – ein rückstandsarmer bis rückstandsfreier Transport der Ingredienzien möglich. Das heißt, dass die Förderleitung nach dem eigentlichen Beschickungsvorgang wieder komplett leergesaugt werden kann, damit auch wirklich die gewünschte Gesamtmenge im Mischer ankommt und damit die rezepturrelevanten Komponenten gewichtsmäßig differenziert werden können. Sollten Restmengen schwerer Pulveranteile trotz Leersaugtakt in der Rohrleitung verbleiben, kommt der sogenannte Vakuumschock zur Anwendung. Hierbei evakuiert man zunächst durch Schließen eines Ventils am Beginn der Saugleitung das gesamte Fördersystem inklusive Förderleitung. Dabei ist der Multijector-Vakuumförderer in der Lage, ein Endvakuum von bis zu 90 mbar absolut aufzubauen. Wird anschließend das Ventil am Beginn der Saugleitung schnell geöffnet, reißt der schlagartig freiwerdende Luftstrom die Restmengen mit. Gelegentlich werden Molche eingesetzt oder bei WIP/CIP-Prozessen wird die Förderleitung gleich mit gespült.
Kein anderes Förderprinzip erlaubt derartig geringe Restmengen. Selbst kritische Ansätze mit äußerst geringen Toleranzen, wie sie bspw. im Pharma- oder Lackbereich vorkommen, können mit der Kombination aus Gebinde-Entleersystem und Vakuumförderer sicher an ihren Zielort befördert werden.
Im Technikum des Herstellers stehen alle oben beschriebenen „Powder Handling“ Lösungen zu Demonstrations- und Versuchs­zwecken zur Verfügung. Zusätzlich können diese Tests auch vor Ort unter Produktions­bedingungen stattfinden.