Dosierung von Flüssigkeiten
   

Dosieren bedeutet allgemein das Zugeben von hochwirksamen Substanzen (z.B. Spülmittel, Klarspüler, Waschmittel, Additive, Farbstoffe etc.) zu einem vorgegebenen Medium (z.B. Wasser). Steuerungs- und Regelprozesse in der Dosiertechnik basieren auf dem kurzzeitigen Zugeben großer oder kleiner Mengen dieser Substanzen bei Bedarf. Speziell bei der Dosierung von chemischen Produkten und Flüssigkeiten hat sich das Prinzip der Schlauchpumpe sehr gut bewährt. Im Gegensatz zu anderen Dosierpumpen wie z.B. Membranpumpen ist bei der Schlauchpumpe die materialtechnische Anpassung von Fördermedium und Pumpenschlauch bzw. medienberührender Teile sehr einfach möglich, in dem ein für das Förderprodukt chemisch geeigneter Pumpenschlauch ("Walkschlauch") ausgewählt wird.

 

 

 
Ziele einer Dosierung sind zum Beispiel:
· genaues Einhalten eines Mischungsverhältnisses (z.B. Waschaktive Substanzen und Wasser einer Waschflotte) unter Einwirkung von Störungen (z.B. ungleichmäßig verschmutztes Waschgut oder schwankende Temperatur)
· Zugabe aktiver Medien in festen Mengen (z.B. geruchsabbauende Substanzen) in periodischen Zeitpunkten
· Zugabe aktiver Medien in festen Mengen, ausgelöst durch ein bestimmtes Ereignis (z.B. Befüllen eines Tanks oder Behälters)
   
Für die genannten Ziele bietet SAIER eine große Palette an Steuerungs- und Regelgeräten an:
· Zeitgesteuerte / ereignisgesteuerte Dosierung
Proportionaldosierung (Mengenproportionale Dosierung)
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Zeitschaltuhr-gesteuerte Dosierung

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Dosierung über eine Regelgröße 

 

Zeitgesteuerte/Ereignisgesteuerte Dosierung

 

Viele Dosierprozesse basieren auf der Zugabe fester Mengen einer Substanz nach Eintritt eines bestimmten Ereignisses. Ein solches Ereignis kann beispielsweise das Neubefüllen eines Waschtanks oder einer Waschanlage sein, wo dann jeweils eine feste Reinigermenge eingegeben werden soll. Da die feste Menge zum einen einstellbar (wählbar) sein soll und zum anderen verständlicherweise zum Zeitpunkt des Ereignisses nicht auf einmal eindosiert werden kann, bedient man sich bei solchen Aufgabenstellungen eines einstellbaren Zeitrelais. Soll z.B. bei Eintritt eines Ereignisses 450 ml Produkt dosiert werden, so wird das Zeitrelais bei einer Schlauchpumpe mit einer Förderleistung von 150 ml/min auf 3 Minuten eingestellt. Das bedeutet nichts anderes als dass sich die Dosiermenge aus dem Produkt von Förderleistung und Ablaufzeit zusammen setzt. Aufgrund dieser Einstellprozedur hat sich in der Dosiertechnik dafür der Begriff "zeitgesteuerte Dosierung" eingebürgert  

 

Beispiel für ein zeitgesteuertes (ereignisgesteuertes) Dosiergerät ist das Gerät Concept 2105 mcs, mit dem sich in Betriebsart 2 pro Ereignis eine fest einstellbare Menge eines Flüssigproduktes zugeben lässt. Die Zugabe der Abrufmenge lässt sich entweder durch Anlegen einer Betriebsspannung oder eines Impulses am Steuereingang starten.


Mengenproportionale Dosierung
 

Bei manchen Dosierprozessen (z.B. in der Wasseraufbereitung) soll ein möglichst exaktes Mischungsverhältnis von 2 Medien (Hauptmedium, Dosiermedium) hergestellt werden. Man spricht hier auch von der Proportionaldosierung. Oft handelt es sich bei dem einen Medium um zulaufendes Wasser (z.B. Schwimmbeckenwasser, Trinkwasser), dem proportional in einem ganz genauen Verhältnis eine Chemikalie zudosiert werden soll. Ist der zulaufende Wasserstrom konstant, so kann bei aktivem Zulauf (z.B. Magnetventil) über ein Dosiergerät mit einstellbarer Förderleistung (z.B. Concept 2105 mcs) das Mischungsverhältnis eingestellt werden. Das Dosiergerät wird dann z.B. vom Magnetventil ein- bzw. ausgeschaltet.

 

Bei schwankendem Wasserstrom muss der Zulauf erfasst werden. Dies geschieht meist mit einem Kontaktwasserzähler, der im Zulaufstrom eingebaut wird. Kontaktwasserzähler geben eine feste Anzahl von Impulsen pro Liter aus, so dass das durchlaufende Volumen exakt erfaßt werden kann. In Abhängigkeit der Anzahl der Impulse (des tatsächlichen Wasserzulaufs) kann von einem speziellen Dosiergerät für Kontaktwasserzähler eine Fördereinrichtung (z.B. Schlauchpumpe) so angesteuert werden, dass ein genaues Verhältnis von Dosiersubstanz und zulaufendem Wasser erreicht wird.

 

Das Dosiergerät Concept 420sm enthält die Impulsauswertung und eine Schlauchpumpe, die alle diese Aufgaben erledigt. Ebenso mit kompletter Steuerung und Schlauchpumpe ausgelegt ist das Proportionaldosiergerät PROMIG-A, das zur Desinfektionsmitteldosierung eingesetzt wird. Bei der Befüllung des Putzeimers mit Wasser wird eine vorgegebene Menge an Desinfektionsmittel beigemischt. Anwendungen finden sich insbesondere in der Flächenreinigung.  

 

Zeitschaltuhrgesteuerte Dosierung

 

Für manche Aufgabenstellungen  der Dosiertechnik bietet sich eine Zeitschaltuhr-gesteuerte Lösung an. In festen Zeitpunkten muss eine bestimmte Menge der zu dosierenden Substanz zugegeben werden. Die hierfür erforderlichen Geräte basieren auf einer Zeitschaltuhr, die nach den Erfordernissen der Applikation programmiert wird.

Beispiel für ein zeitschaltuhrgesteuertes Gerät ist die Dosierschlauchpumpe Concept 2211 mcs mit Tages- / Wochenzeitschaltuhr. Mit einer konstanten Fördermenge lassen sich auf einfache Weise über die Zeitschaltuhr definierte Flüssigkeitsmengen dosieren. Mit beliebig programmierbaren Laufzeiten (Ein-/Ausschaltzeitpaare) wird dieses Gerät in vielen Aufgabenstellungen der Bereiche Umwelttechnik, Wasseraufbereitung und chemische Verfahrenstechnik eingesetzt.

     
Dosierung über eine Regelgröße

 

Zahlreiche Aufgabenstellungen erfordern eine kontinuierlich überwachte Dosierung zur Einhaltung einer festen Konzentration bzw. eines Mischungsverhältnisses von Dosiersubstanz und Ausgangsprodukt (z.B. Waschflotte). Wenn eine funktionale Abhängigkeit einer physikalischen oder technischen Größe von der Konzentration besteht, kann diese Größe zur Überwachung der Konzentration herangezogen werden und Störgrößen können "ausgeregelt" werden. Die wichtigsten Regelgrößen in der Dosiertechnik sind:

   
  elektrische Leitfähigkeit (siehe auch Leitfähigkeitsregler)
  Durchflußmenge (siehe auch "Mengenproportionale Dosierung")
  Redox-Potential
  pH-Wert
 

Für viele Waschsubstanzen und Spülmittel besteht ein funktionaler Zusammenhang zwischen elektrischer Leitfähigkeit der Waschflotte und Konzentration der waschaktiven Substanz in der Waschflotte. Wird ein ausreichend gutes Waschergebnis (Sauberkeit von Geschirr, etc.) mit einer bestimmten Konzentration erreicht, so stellt diese Konzentration den Sollwert der Anwendung dar. Diesem Konzentrationswert entspricht ein bestimmter elektrischer Leitwert, auf den das Regelgerät eingestellt wird (meist an einem Trimmpotentiometer oder über Tastatur und Display). Verbraucht sich während des Waschprozesse die waschaktive Substanz, so sinkt die elektrische Leitfähigkeit ab. Entsprechend der Abweichung wird durch einen Leitfähigkeitsregler nun Waschmittel dazu dosiert, bis der Sollwert der elektrischen Leitfähigkeit und damit auch der Sollwert der Waschmittelkonzentration wieder erreicht ist. Gering verschmutztes Waschgut erfordert daher nur geringe Zudosierung, stark verschmutztes Waschgut führt zu höherer Dosierung so dass ein sehr wirtschaftlicher Spülmitteleinsatz erreicht wird.

 

Meist wird die elektrische Leitfähigkeit in der Waschflotte oder in der Mischsubstanz mit Edelstahl- oder Kohleelektroden gemessen (konduktive Meßmethode). Zu den Neuigkeiten im Bereich der Leitfähigkeitsmessung zählen die teilweise noch unbekannten induktiven Leitfähigkeitssensoren, die unabhängig von Verschmutzungen oder Verkalkungen der Sensoroberfläche ein korrektes Messsignal liefern "Übersicht über SAIER-Geräte für die induktive Leitfähigkeitsregelung (PDF)").

 

Beispiel für einen Leitwertregler ist das mikroprozessorbasierte Gerät ELFR 2125 mcs, an das wahlweise ein konduktiver oder ein induktiver Leitfähigkeitssensor angeschlossen werden kann. Der Regler wird eingesetzt zur Dosierung flüssiger Medien oder pulverförmiger Reiniger - überwiegend im Bereich "gewerblichen Spülen". Die Regelung erfolgt nach dem so genannten Quasi-Proportionalverhalten: durch stufenweise reduzierte Dosierleistung in der Nähe des Sollwertes wird der Sollwert ohne Überschwingen relativ schnell erreicht und genau eingehalten. Der Sollwert ist abhängig vom eingesetzten Leitfähigkeitssensor einstellbar im Bereich von 0,5 bis 25 mS/cm (für Edelstahlelektroden und Kohleelektroden) oder von 0,5 bis 25 bzw. 0,5-150 mS/cm (induktiver Leitfähigkeitssensor). Das SAIER-Produktspektrum umfasst aber auch weitere Dosiergeräte für diesen Bereich, wie z.B. die leitfähigkeitsgeregelten Dosierschlauchpumpen DSP 9630 mcs (bis ca. 2,5 l/h), Concept 2105 mcs (bis 4,5/7,5 l/h), Concept 2114 mcs (bis 4,5/7,5 l/h), Concept 2106 mcs (bis 12 l/h), Concept 2115 mcs (bis 12 l/h) oder DSP 9805-II (bis ca. 25 l/h), bei denen die Pumpe und der Regler im gleichen Gehäuse untergebracht sind.

 

Dosieranlagen und Kompaktdosiergeräte

 

 

Manche Aufgabenstellungen erfordern die Dosierung mehrerer Substanzen bzw. Komponenten. Kompaktdosieranlagen mit 2 oder mehr Schlauchpumpen sowie das Anreihpumpenprogramm von SAIER garantieren für fast jede Aufgabenstellung eine geeignete Lösung. Insbesondere für den Bereich "gewerbliches Geschirrspülen" bietet das SAIER-Produktspektrum eine große Anzahl an Kompaktdosieranlagen. Neben dem abgebildeten Gerät DSPset 9802-II mcs ist auch das mit Kleintatstatur und Display versehene Dosierset DSP 9602-II mit Reinigerdosierleistungen bis mindestens 7,5 l/h verfügbar sowie das Kompaktdosiergerät DSPset 9701-II oder das Dosierset CDK (für Edelstahl- und Kohleelektroden) und das Dosierset CDI (für induktive Leitfähigkeitssensoren) aus der Gehäuseserie "Concept". Eine Auswahlunterstützung für einsetzbare Geräte im gewerblichen Spülen findet sich in "Geräte-Auswahlhilfe für den Bereich gewerbliches Spülen (PDF)"