Oil Mill Gazetteer • Band 110, September 2004

Wellendichtungen stoppen Hexanverlust:

Eine Fallstudie

Eine Anlage zur Gewinnung von Sojaöl in Alabama berichtet von einer deutlichen Verringerung des Hexanverlusts, nachdem die Stopfbuchspackungen an den Wellen der Extraktor-, Zuführungs- und Austragsschnecke durch maßgefertigte Wellendichtungen ersetzt wurden. Obwohl andere Marken von Dichtungen erhältlich sind, wurde dieser spezielle Fall mit den Dichtungen der Marke MECO gelöst. Der Prozess in dieser Sojabohnen-Extraktionsmühle ist typisch: Sojabohnen werden zu einem feinen Brei gemahlen und mit Hexan vermischt, wodurch das Öl von der Zellulose in den Bohnen getrennt wird. Das Öl wird bis zu dem Punkt erhitzt, an dem das gesamte Hexan verdampft und nur das Öl übrig bleibt. Diese spezielle Anlage ist rund um die Uhr in Betrieb und verarbeitet täglich 24 Scheffel Sojabohnen. Das Problem, das diese Anlage lösen wollte, war allen Ölsaat-Extraktionsmühlen gemeinsam, die Hexan im Prozess verwenden: Hexan entweicht in Dampfform aus der Ausrüstung um die Antriebswellen herum. Hexan ist ein teures und flüchtiges Lösungsmittel, das sich bei Raumtemperatur schnell von einer Flüssigkeit in ein Gas umwandelt. Bundesvorschriften haben einen maximalen Emissionsstandard für Hexandämpfe in Ölmühlen festgelegt. Die Produktionslinie umfasst eine Förderschnecke, die in den Extraktor „füttert“ und sich mit 130,000 U / min dreht. In diesem Stadium hat das Produkt im Förderband eine Temperatur von 68 °F. Im Extraktor selbst sinkt die Temperatur auf etwa 225–130°F. Nach dem Extraktionsprozess wird der Zellstoff über einen weiteren Schneckenförderer mit ungefähr der gleichen Temperatur und einer Drehzahl von 140 U/min ausgetragen.

Aufgrund der inhärenten Natur von Schneckenförderern neigen ihre langen Wellen dazu, auszulaufen, dh sie rotieren eher auf einer elliptischen als auf einer kreisförmigen Bahn. Es ist dieser Wellenschlag, der dazu führt, dass Packungen in den Stopfbüchsen um die Wellen schließlich komprimiert werden und einen Leckpfad für das Produkt im Inneren schaffen, in diesem Fall Hexandämpfe. Wartungsarbeiter im Werk in Alabama planten monatliche Ausfälle, um die Stopfbuchsen neu zu packen, wofür zwei Arbeiter jedes Mal zwei Stunden brauchten. Vor einigen Jahren beschloss der Wartungsleiter der Anlage, eine alternative Lösung zur Abdichtung der Abzugswelle mit kundenspezifischen Wellendichtungen auszuprobieren. Er hatte gesehen, wie sie erfolgreich in einer anderen Ölmühle eingesetzt wurden, in der er zuvor gearbeitet hatte, und kontaktierte den Händler für die Region. Der Vertriebspartner kam ins Werk, um beim exakten Vermessen der Abzugswelle zu helfen und war auch beim Einbau der ersten Dichtung dabei. Dieser Vorgang dauerte weniger als einen Tag, da die Dichtung vollständig geteilt gebaut wurde, sodass das Lager nicht ausgebaut werden musste. Im folgenden Jahr wurden die Dichtungen an beiden Enden der Zubringerschnecke und im nächsten Jahr an den Austragsschnecken installiert. Der Händler half bei Dichtungsinstallationen und Umbauten, bis die Werksarbeiter geschult waren; jetzt bearbeiten sie sie ohne fremde Hilfe. Das patentierte EAS-Design (extern einstellbare Dichtung) basiert auf der Verwendung eines Antriebselastomers, das sich um die Welle wickelt und diese greift. Dies schützt die Welle sowohl vor Abriebschäden als auch verhindert, dass Produkt entlang der Welle wandert, selbst wenn sie eingekerbt oder zerkratzt ist. Durch Reibung dreht sich das Elastomer mit der Welle und treibt die Opferrotoren an, sich gegen die Statorplatten zu drehen und so die Dichtungsschnittstelle zu bilden. Zwischen der Welle und den rotierenden Dichtungskomponenten findet keine relative Bewegung statt, sodass jeglicher Verschleiß auf die Dichtungsschnittstellen zwischen Rotoren und Statoren beschränkt ist. Wenn genügend Rotorverschleiß auftritt, können die Dichtungen schnell wieder aufgebaut werden, indem nur die rotierenden Teile ausgetauscht werden. Die Dichtungen sind in der Lage, die Wärmeausdehnung der Welle während des Prozesses sowie einen Wellenschlag von 6 mm TIR (Total Indicator Runout) und mehr aufzunehmen.

Die MECO-Dichtungen sind für den Betrieb mit Stickstoffspülung im Dichtungshohlraum ausgelegt. Dies dient dazu, einen konstanten Dichtungsflächendruck aufrechtzuerhalten und Produkt aus der Dichtung fernzuhalten. Als die Dichtungen zum ersten Mal installiert wurden, hatte die Anlage keine gute Stickstoffversorgung; Als sie versuchten, Stickstoff in Flaschen zu verwenden, stellten sie fest, dass jede Flasche nur drei Tage dauerte, und hörten bald auf, die Spülung zu verwenden. Auf diese Weise liefen die Dichtungen innerhalb eines Jahres aufgrund übermäßigen Verschleißes an den internen rotierenden Komponenten aus. Als das Unternehmen neben der Extraktionsmühle eine Raffinerie baute, installierte es einen großen Stickstofftank, um beide Anlagen zu versorgen. Da die Dichtungen mit Stickstoff gespült wurden, laufen sie zwischen den Überholungen bis zu zwei Jahre.