Alfa Laval bietet mehrere Drehkolbenpumpen-Baureihen, die jeweils ein unterschiedliches Gleichgewicht aus Leistung, Hygienestufe und Budget anstreben. Das Verständnis der Unterschiede hilft Ihnen, die richtige Drehkolbenpumpe für Ihre Prozesslinie auszuwählen.

SRU — das vielseitige Arbeitspferd

Die Alfa Laval SRU Drehkolbenpumpe ist in sechs Getriebegrößen erhältlich, jeweils mit zwei Pumpenkopf-Fördervolumina. Sie bietet Volumenströme bis zu 106 m³/h und Drücke bis zu 20 bar. Das universell montierte Getriebe ermöglicht den Wechsel zwischen vertikaler und horizontaler Anordnung der Anschlüsse durch Neupositionierung des Fußes. Rotoroptionen umfassen dreiflügelige Edelstahlrotoren, zweiflügelige Edelstahlrotoren und zweiflügelige Rotoren aus abriebfester Legierung — letztere bieten engere Toleranzen und höhere volumetrische Effizienz bei niedrigviskosen Produkten. Temperaturbereiche reichen von 70 °C bis 200 °C, abhängig von der Rotorspaltauswahl.

OptiLobe — kosteneffizient und EHEDG-zertifiziert

Die Alfa Laval OptiLobe Baureihe richtet sich an allgemeine Anwendungen, die eine schonende Produktbehandlung und einfache Wartung erfordern. Fünf Getriebegrößen bieten Volumenströme bis zu 77 m³/h bei Drücken bis zu 8 bar. Wie die SRU wechselt die OptiLobe problemlos zwischen vertikaler und horizontaler Anordnung der Anschlüsse. Sie ist von der EHEDG als vollständig CIP-reinigbar zertifiziert und entspricht 3-A mit FDA-konformen medienberührenden Komponenten.

SX und SX UltraPure — hygienische und aseptische Drehkolbenpumpen

Die Alfa Laval SX Pumpenbaureihe verwendet einen vierflügeligen (mehrflügeligen) Edelstahlrotor, der für maximale Effizienz, reduzierte Scherung und sanftes Pumpen optimiert ist. Sieben Getriebegrößen liefern Volumenströme bis zu 115 m³/h und Drücke bis zu 15 bar. Alle medienberührenden Elastomere sind kontrolliert komprimierte Verbindungen, die ein Austreten zur Atmosphäre verhindern. Die SX ist EHEDG-zertifiziert, 3-A-konform und FDA-entsprechend.

Für pharmazeutische und Biotech-Prozesse bietet die SX UltraPure Variante zusätzlich USP-Klasse-VI-Elastomere, ASME BPE- und GMP-Konformität sowie ein vollständiges Q-doc-Dokumentationspaket mit vollständiger Materialrückverfolgbarkeit. Dies macht sie zur bevorzugten rotierenden Verdrängerpumpe für die Handhabung hochreiner Flüssigkeiten.

Drehkolbenpumpen bedienen ein breites Spektrum an hygienischen Prozessindustrien. Ihre Fähigkeit, scherempfindliche Medien zu fördern, suspendierte Feststoffe zu handhaben und bidirektional zu arbeiten, macht sie in komplexen Produktionslinien unverzichtbar.

Integration in vor- und nachgelagerte Prozesse

In einer typischen Molkerei-Prozesslinie sitzt eine Drehkolbenpumpe zwischen Lager- oder Ausgleichsbehältern und nachgelagerten Prozessschritten wie Pasteurisierung, Separation oder Abfüllung. Sie ersetzt Kreiselpumpen, wenn die Flüssigkeitsviskosität etwa 800 cP übersteigt oder wenn scherempfindliche Produkte wie Joghurt und kultivierte Sahne ihre Textur beibehalten müssen. Während der Fermentation in Brauereien fördern Drehkolbenpumpen Hefe bei niedrigen Drehzahlen — typischerweise 100 bis 400 U/min — um empfindliche Zellstrukturen zu erhalten.

In der Süßwarenproduktion handhaben Alfa Laval Drehkolbenpumpen Schokolade, Kekscreme, Glukose und Obstkuchenfüllungen mit Partikeln. Beheizte oder gekühlte Pumpengehäuse sind für temperaturempfindliche Produkte verfügbar, die kristallisieren oder erstarren könnten. Für pharmazeutische Anlagen erfüllt die SX UltraPure die strengen Anforderungen an Validierung, Qualifizierung und Prozesskontrolle, unterstützt durch ihre Q-doc-Dokumentation.

Wie sich Anforderungen je nach Branche unterscheiden

Molkerei- und Lebensmittelbetriebe priorisieren EHEDG- oder 3-A-Zertifizierung und CIP-Reinigbarkeit. Pharmazeutische Käufer benötigen vollständige Materialrückverfolgbarkeit gemäß GMP und ASME BPE sowie USP-Klasse-VI-Elastomere. Süßwaren- und Zuckerbetriebe konzentrieren sich auf die Handhabung hochviskoser, manchmal abrasiver Produkte mit beheizten Gehäusen und harten Gleitringflächen. Brauereien schätzen niedrige Scherung und bidirektionalen Fluss. In jedem Fall liefert eine Drehkolbenpumpe die kontrollierte, volumetrische Verdrängung, auf die diese Branchen angewiesen sind.

Für weitere Einblicke, wie Pumpen Reinigungsprozesse unterstützen, lesen Sie unseren Leitfaden zu CIP-Pumpen und Cleaning in Place.

Funktionsprinzip und Hauptkomponenten

Eine Drehkolbenpumpe ist eine Verdrängerpumpe. Sie verdrängt Flüssigkeit direkt vom Einlassport zum Auslassport in diskreten Volumina. Zwei gegenläufig rotierende Rotoren drehen sich in einem präzisionsgefertigten Rotorgehäuse. Ein Getriebezug im Pumpengetriebe synchronisiert die Rotoren, sodass sie sich weder berühren noch das Gehäuse — diese berührungsfreie Konstruktion eliminiert Metall-auf-Metall-Verschleiß im Pumpenkopf.

Wenn sich die Rotoren auf der Einlassseite trennen, entsteht ein sich erweiternder Hohlraum. Atmosphären- oder Systemdruck zwingt Flüssigkeit in diesen Hohlraum. Die Flüssigkeit wird dann um die Rotorgehäusewand im Raum zwischen der Rotorverweildauer und dem Gehäuseinneren getragen. Wenn die Rotoren sich auf der Auslassseite wieder verzahnen, verdrängt ein sich verkleinernder Hohlraum das eingeschlossene Volumen in den Auslassport. Jede Umdrehung liefert ein festes Fördervolumen, weshalb der Volumenstrom linear mit der Drehzahl skaliert.

Die Hauptkomponenten einer Drehkolbenpumpe sind:

Rotorgehäuse — das Edelstahlgehäuse, das zusammen mit dem Rotorgehäusedeckel die Pumpkammer bildet. Produktberührte Oberflächen sind typischerweise AISI 316L oder Werkstoff 1.4404.

Rotoren — erhältlich in dreiflügeligen (SRU, OptiLobe), zweiflügeligen (SRU) oder mehrflügeligen (SX) Profilen. Material ist AISI 316L Edelstahl oder, für Anwendungen, die engere Toleranzen erfordern, abriebfeste Legierung ASTM A-494.

Getriebe — enthält die Synchronisierungsgetriebe, die die Rotorrotation synchronisieren. Edelstahlkonstruktion (AISI 304) unterstützt hygienische Außenoberfläche.

Wellen — tragen die Rotoren durch die Getriebelager. Duplex-Edelstahl (AISI 329 / Werkstoff 1.4462) wird bei SX-Modellen und höherdruckfähigen SRU-Konfigurationen für zusätzliche Festigkeit verwendet.

Gleitringdichtungen — einfache, einfach gespülte oder doppelt gespülte Varianten schützen vor Leckage. Gleitringflächenmaterialien umfassen Kohlenstoff, Edelstahl und Siliziumkarbid, gepaart mit EPDM-, FPM- oder FFPM-Elastomeren je nach Anwendung.

So wählen Sie die richtige Drehkolbenpumpe aus

Die Auswahl der richtigen Drehkolbenpumpe für Ihre Prozesslinie hängt von mehreren Faktoren ab. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Entscheidungskriterien zusammen.

Viskosität ist der wichtigste Parameter. Bei Viskositäten über etwa 1.000 cP kann die volumetrische Effizienz 95–99 % erreichen, was bedeutet, dass fast die gesamte theoretische Verdrängung in tatsächlichen Fluss umgewandelt wird. Bei niedrigen Viskositäten und höheren Drücken steigt die interne Leckage (Schlupf), und die Drehzahl muss steigen, um zu kompensieren. In solchen Fällen kann eine Kreiskolbenpumpe wie die DuraCirc eine bessere Effizienz bieten dank ihrer engeren Toleranzen.

Temperatur beeinflusst Rotorspalte. Die SRU-Baureihe bietet drei Spalteinstellungen — 70 °C, 130 °C und 200 °C — sodass die Pumpe sowohl an die Produkttemperatur als auch an die CIP-Temperatur angepasst werden kann. Die SX verwendet eine einzelne 150 °C-Bewertung. Bestätigen Sie immer, dass die maximale CIP-Zyklustemperatur innerhalb der Spaltbewertung der Pumpe liegt.

Feststoffhandhabung variiert je nach Rotorform. Zweiflügelige Rotoren (SRU) ermöglichen die größten Partikelgrößen — bis zu 37 mm bei der SRU6/353. Mehrflügelige Rotoren (SX) handhaben bis zu 28 mm beim größten Rahmen. Dreiflügelige Rotoren bei der OptiLobe bewältigen bis zu 16 mm. Beim Pumpen scherempfindlicher Medien wie Hefe oder Joghurt sollten die Drehzahlen zwischen 100 und 400 U/min gehalten werden, um Zellschäden zu vermeiden.

Drehkolbenpumpe im Vergleich zu alternativen Ansätzen

Ein Vergleich zwischen Drehkolbenpumpe und Zahnradpumpe hebt mehrere Unterschiede hervor. Außenzahnradpumpen können kompakt und effizient bei sauberen, niedrigviskosen Flüssigkeiten sein, aber ihnen fehlen im Allgemeinen die hygienischen Zertifizierungen (EHEDG, 3-A), die Prozessindustrien erfordern. Innenzahnradpumpen handhaben höhere Viskositäten, sind aber weniger geeignet für Flüssigkeiten mit Partikeln. Drehkolbenpumpen zeichnen sich in beiden Bereichen aus — sie kombinieren schonende Feststoffhandhabung mit zertifiziertem hygienischem Design.

Im Vergleich zu Kreiskolbenpumpen (z. B. der Alfa Laval DuraCirc) sind Drehkolbenpumpen typischerweise kosteneffizienter für mittelviskose, mitteldruck-Anwendungen. Kreiskolbenpumpen übertreffen bei niedrigviskosen, hochdruck-Anwendungen, weil ihre engeren Toleranzen den Schlupf minimieren. Doppelschraubenpumpen (z. B. die Alfa Laval OS) bieten die größte Prozessflexibilität und handhaben sowohl Produkt als auch CIP in einer Einheit, aber zu einem höheren Preis.

Kurz gesagt, die Drehkolbenpumpe nimmt die Mitte ein — robust genug für anspruchsvolle Anwendungen, schonend genug für empfindliche Produkte und zertifiziert für die strengsten hygienischen Umgebungen.