Pumpenausfälle, verunreinigte Getränke und hohe Wartungskosten: Kavitation ist ein nicht zu unterschätzendes Risiko für die Getränkeproduktion. Vermeiden lässt sich Kavitation mithilfe von durchdachtem Pumpenmanagement unter Einsatz intelligenter Frequenzumrichter. Dank einer Antikavitationssoftware spüren diese Kavitationen in Echtzeit auf und steuern durch Drehzahlregelung des Motors gegen – für eine konstante Getränkequalität und langlebige Pumpensysteme.
Ob das Blubbern einer spritzigen Limonade oder die Schaumkrone eines kühlen Bieres: Viele Getränke schmecken durch Bläschen erst so richtig erfrischend. In diesen Fällen werden die Bläschen in einem kontrollierten Prozessschritt in Form von Kohlensäure zugesetzt. „Blubbert“ es aber an anderen Stellen in der Getränkeproduktion, kann dies negative Folgen für die Qualität der Getränke sowie die Lebensdauer der eingesetzten Pumpen haben. Die Rede ist von Kavitation, einem äußerst ungünstigen Phänomen, das bei der Flüssigkeitsförderung auftritt. Kavitation verkürzt die Lebenszeit von Pumpensystemen und kann ganze Getränkechargen unbrauchbar machen. Außerdem treibt sie durch erhöhten Wartungsaufwand, zusätzliche Materialkosten sowie unvorhergesehene Prozessunterbrechungen die Kosten in der Getränkeproduktion in die Höhe.
So entsteht Kavitation
Zur Kavitation kommt es, wenn während des Pumpvorgangs der Flüssigkeitsdruck in einem isolierten Bereich rasch abfällt. Innerhalb von industriellen Kreiselpumpen, die in der Getränkeproduktion am häufigsten anzutreffen sind, ist per se ein Druckgefälle vorhanden: Auf der Vorderseite der Schaufeln herrscht ein hoher, auf der Rückseite ein niedriger Druck. Für einen weiteren Druckabfall kann ein niedriger Ansaugdruck sorgen, etwa durch ein Leistungsleck oder einen geringen Füllstand des Zulaufbehälters. Der Druck auf eine Förderflüssigkeit an der Ansaugseite einer Kreiselpumpe wird durch die Haltedruckhöhe in Metern ausgedrückt (engl.: Net Positive Suction Head, kurz: NPSH). Fällt der Ansaugdruck unter den NPSH-Wert der Pumpe, entsteht Kavitation. Aber auch bauliche Hindernisse für den Flüssigkeitsstrom wie gekrümmte Leitungen, Sensoren oder Ventile auf der Ansaugseite können den Druck „drücken“.
Derartige Druckgefälle sind gefährlich, da der Siedepunkt einer Flüssigkeit vom Druck innerhalb eines Systems abhängt: je niedriger der Druck, desto niedriger auch der Siedepunkt. Im Alltag ist dieses Phänomen etwa aus dem Gebirge bekannt, wenn Wasser in bestimmten Höhen aufgrund des geringeren atmosphärischen Drucks schneller siedet. Unterdruck kann den Siedepunkt des Wassers sogar auf Zimmertemperatur senken. Entsprechend können sich während der Flüssigkeitsförderung durch einen plötzlichen Druckabfall Dampfblasen in der Flüssigkeit bilden. Werden die so verursachten Dampfblasen in einen Bereich mit hohem Druck gepumpt, implodieren und verflüssigen sie sich schlagartig. Bei dieser Implosion wird Energie in Form von Stoßwellen an die Flüssigkeit abgegeben – man spricht von sogenannten Microjets.
