Wanneer is een membraan pomp de juiste keuze?

Een membraanpomp is voor veel industriële toepassingen een slimme keuze, maar niet altijd de meest voor de hand liggende. HSE Managers, Process Safety Engineers en Milieucoördinatoren staan regelmatig voor de vraag welk pomptype het beste past bij hun specifieke proces, medium en veiligheidseisen. In dit artikel beantwoorden we de meest gestelde vragen over membraanpompen, zodat jij met vertrouwen de juiste keuze kunt maken.

Wat is een membraanpomp en hoe werkt hij?

Een membraanpomp is een type verdringerpomp waarbij een flexibel membraan de vloeistof verplaatst. Het membraan beweegt heen en weer en creëert daarmee een wisselende druk in de pompkamer. Tijdens de zuigslag wordt de kamer groter en stroomt de vloeistof via een terugslagklep naar binnen. Tijdens de persslag wordt de kamer kleiner en wordt de vloeistof via een tweede terugslagklep naar het systeem geperst.

Het grote voordeel van dit principe is dat de vloeistof nooit in contact komt met de aandrijfmechanismen van de pomp. Er zijn geen roterende assen die door de pompkamer heen lopen en dus ook geen dynamische afdichtingen die kunnen lekken. Dit maakt de membraanpomp van nature een lek- en emissievrije oplossing, wat in de (petro)chemie, farmacie en olie- en gassector een cruciaal voordeel is.

Wij leveren onder andere de Wanner Hydra-Cell membraanpompen, die hydraulisch gebalanceerd zijn en lekvrij werken tot 345 barg. Een bijzonder kenmerk van deze pompen is het gebruik van veerbelaste, verticaal georiënteerde terugslagkleppen. Traditionele doseerpompen hebben kogelkleppen met een verticale vloeistofstroom, waarbij vaste deeltjes zich kunnen ophopen en de klep niet goed afsluit. De Hydra-Cell aanpak voorkomt dit probleem en zorgt voor betrouwbaardere prestaties, ook bij vloeistoffen met vaste deeltjes.

In welke situaties is een membraanpomp de beste keuze?

Een membraanpomp is bij uitstek geschikt wanneer een of meer van de volgende situaties van toepassing zijn:

Gevaarlijke of agressieve vloeistoffen: Omdat er geen asafdichting aanwezig is, is er geen risico op lekkage van toxische, corrosieve of ontvlambare media naar de omgeving.
Vloeistoffen met vaste deeltjes: Dankzij het afdichtingsloze ontwerp en de speciale kleppenconstructie kunnen vloeistoffen met zwevende vaste stoffen tot 30% en in sommige gevallen zelfs tot 45% worden verpompt zonder dat de pomp beschadigt.
Viskeuze vloeistoffen: Membraanpompen kunnen vloeistoffen met een viscositeit van 2000 tot 3000 cps verwerken, wat voor veel centrifugaalpompen onhaalbaar is.
Nauwkeurig doseren: De verdringingswerking zorgt voor een voorspelbare, constante volumestroom, wat doseerprocessen betrouwbaar maakt.
Hoge druk bij relatief lage capaciteit: Membraanpompen presteren goed in toepassingen waar een hoge systeemdruk vereist is maar de doorvoer beperkt blijft.
ATEX-omgevingen: Membraanpompen zijn leverbaar in uitvoeringen die voldoen aan de ATEX 2014/34/EU richtlijn, wat ze geschikt maakt voor explosiegevaarlijke zones.

In de praktijk zien wij membraanpompen veel terugkomen in de chemische industrie, de farmaceutische sector en bij processen waarbij strikte milieunormen zoals TA-Luft en de IED van toepassing zijn.

Wat is het verschil tussen een membraanpomp en een magneetgedreven pomp?

Zowel de membraanpomp als de magneetgedreven pomp zijn sealless oplossingen, maar ze werken op een fundamenteel ander principe en hebben elk hun eigen sterktes.

Een magneetgedreven pomp is een centrifugaalpomp waarbij de aandrijving via een magneetkoppeling plaatsvindt. Er is geen directe mechanische verbinding tussen de motor en de waaier, waardoor een asafdichting overbodig is. Magneetgedreven pompen zijn uitstekend geschikt voor continue processen met relatief schone vloeistoffen en zijn beschikbaar in een breed capaciteits- en drukvermogen.

Een membraanpomp is een verdringerpomp en werkt dus op een ander principe. De belangrijkste verschillen op een rij:

Membraanpompen kunnen vloeistoffen met vaste deeltjes verwerken; magneetgedreven pompen zijn daar gevoeliger voor omdat deeltjes de waaier en lagers kunnen beschadigen.
Membraanpompen leveren een pulserende stroom; magneetgedreven centrifugaalpompen geven een continue, gelijkmatige stroom.
Membraanpompen zijn beter geschikt voor hoge drukken bij lage capaciteiten; magneetgedreven pompen presteren beter bij hogere capaciteiten.
Magneetgedreven pompen zijn in het algemeen stiller en produceren minder trillingen.

De keuze tussen beide pomptypen hangt dus sterk af van het medium, de gewenste capaciteit, de systeemdruk en de procesomstandigheden. Wij helpen je graag om op basis van jouw specifieke situatie de meest geschikte oplossing te bepalen.

Welke vloeistoffen kan een membraanpomp aan?

Een membraanpomp is een van de meest veelzijdige pompoplossingen als het gaat om het type vloeistof dat verwerkt kan worden. Dankzij het afdichtingsloze ontwerp en de beschikbaarheid van chemisch resistente materialen zoals roestvaststaal, PP en PVDF kunnen membraanpompen een breed scala aan media verwerken:

Zuren en basen
Oplosmiddelen en chemicaliën
Vloeistoffen met vaste deeltjes of kristalliserende stoffen
Viskeuze vloeistoffen
Explosieve of ontvlambare vloeistoffen (in ATEX-uitvoering)
Farmaceutische en hygiënische vloeistoffen

Een belangrijk aandachtspunt is dat vaste deeltjes kleiner dan 10 micron soms uit onverwachte hoek komen, zoals kristallisatie van zuren of onzuiverheden in chemicaliën. Omdat de Wanner Hydra-Cell membraanpomp geen dynamische afdichtingen heeft, hoeven deze deeltjes geen probleem te zijn. Filtratie kan worden ontworpen voor het proces zelf, niet voor de bescherming van de pomp. Dit vermindert het filtratieonderhoud aanzienlijk en verhoogt de procesbetrouwbaarheid.

Wanneer is een membraanpomp juist niet geschikt?

Hoe veelzijdig de membraanpomp ook is, er zijn situaties waarin een andere pompkeuze verstandiger is:

Hoge continue capaciteiten: Voor grote volumestromen zijn centrifugaalpompen of magneetgedreven centrifugaalpompen doorgaans efficiënter en kosteneffectiever.
Processen die geen pulsaties verdragen: De pulserende stroom van een membraanpomp kan in sommige processen problemen geven. In dat geval zijn pulsatiedempers een oplossing, maar soms is een ander pomptype eenvoudiger. Wij leveren ook pulsatiedempers die de pulsaties effectief afvlakken.
Zeer hoge temperaturen: Afhankelijk van het membraanmateriaal zijn er temperatuurbeperkingen. Bij extreme procestemperaturen kunnen busmotorpompen of andere pomptypen een betere keuze zijn.
Gasrijke vloeistoffen in grote hoeveelheden: Hoewel membraanpompen enige gasinsluiting aankunnen, zijn turbinepompen beter geschikt voor vloeistoffen met tot 20% gasinsluitingen.

Het is altijd verstandig om de volledige procesomstandigheden in kaart te brengen voordat je een pomptype kiest. Een verkeerde keuze leidt tot hogere onderhoudskosten, ongeplande stilstand en in het ergste geval tot veiligheidsincidenten.

Hoe kies je de juiste membraanpomp voor jouw proces?

De juiste membraanpomp kiezen begint met een grondige analyse van het proces. De volgende parameters zijn daarbij bepalend:

Medium: Wat zijn de chemische eigenschappen van de vloeistof? Is er sprake van vaste deeltjes, viscositeit of agressiviteit?
Capaciteit en druk: Welke volumestroom en systeemdruk zijn vereist?
Temperatuur: Wat zijn de minimale en maximale procestemperaturen?
Omgevingsclassificatie: Is er sprake van een ATEX-zone? Welke classificatie is van toepassing?
Regelgeving: Welke normen zijn van toepassing, zoals TA-Luft, IED of specifieke hygiënenormen voor de farmaceutische sector?
TCO-overweging: Wat zijn de verwachte onderhoudskosten, de levensduur en de downtime-risico’s over de volledige levenscyclus?

Wij ondersteunen onze klanten bij elke stap van dit selectieproces. Als merkonafhankelijk specialist met meer dan 50 jaar ervaring in de (petro)chemie, farmacie en olie- en gassector geven wij objectief advies, zonder voorkeur voor een specifiek merk. Onze eigen testinstallatie biedt bovendien de zekerheid dat de gekozen pomp daadwerkelijk presteert onder de specifieke procesomstandigheden van jouw installatie.

Wil je weten of een membraanpomp de juiste keuze is voor jouw toepassing? Neem gerust contact met ons op. Wij denken graag met je mee en stellen indien gewenst een volledige TCO-berekening op, zodat je ook intern de juiste onderbouwing hebt voor jouw investeringsbeslissing.

Veelgestelde vragen

Hoe lang gaat een membraan gemiddeld mee en wanneer moet ik het vervangen?

De levensduur van een membraan hangt sterk af van het medium, de bedrijfsdruk en de cyclische belasting van de pomp. Bij correct geselecteerde materialen en normale bedrijfsomstandigheden kan een membraan meerdere jaren meegaan zonder vervanging. Een goede vuistregel is om het membraan op te nemen in een preventief onderhoudsschema en regelmatig te inspecteren op vermoeidheid, scheurtjes of vervorming. Bij de Wanner Hydra-Cell pompen signaleert een lekdetectiesysteem bovendien direct wanneer een membraan aandacht nodig heeft, zodat je nooit voor verrassingen staat.

Kan een membraanpomp droogdraaien en wat zijn de gevolgen?

Een van de grote praktische voordelen van hydraulisch gebalanceerde membraanpompen zoals de Wanner Hydra-Cell is dat ze kortdurend droog kunnen draaien zonder directe schade aan afdichtingen, omdat er simpelweg geen dynamische afdichtingen aanwezig zijn. Dit is een belangrijk verschil met centrifugaalpompen en magneetgedreven pompen, waarbij droogdraaien snel tot ernstige schade leidt. Toch is langdurig droogdraaien ook bij membraanpompen ongewenst, omdat de terugslagkleppen en het membraan onnodig worden belast. Het is aan te raden om een droogloopbeveiliging op te nemen in het procesontwerp.

Hoe pak ik pulsaties in mijn leidingsysteem aan als ik overstap op een membraanpomp?

Pulsaties zijn inherent aan het verdringingsprincipe van membraanpompen en kunnen in sommige systemen leiden tot trillingen, geluidsoverlast of drukpieken in de leidingen. De meest effectieve oplossing is het plaatsen van een pulsatiedemper direct na de persaansluiting van de pomp. Wij leveren pulsatiedempers die specifiek zijn afgestemd op de pompspecificaties en procesomstandigheden, zodat de resterende pulsatie tot een minimum wordt beperkt. Daarnaast kan het gebruik van een meerpistonpomp (met drie of vijf membranen) de pulsatie al aanzienlijk verminderen ten opzichte van een enkelvoudige uitvoering.

Welke materialen zijn beschikbaar voor het membraan en de natdelen, en hoe kies ik de juiste?

De materiaalkeuze voor het membraan en de natdelen is cruciaal voor de chemische bestendigheid en de levensduur van de pomp. Gangbare membraanmaterialen zijn PTFE, EPDM, Viton en samengestelde PTFE/elastomeer membranen, elk met een eigen weerstandsprofiel tegen specifieke chemicaliën en temperaturen. Voor de natdelen zijn materialen beschikbaar zoals roestvaststaal (316L), Hastelloy, PP en PVDF. De juiste keuze maak je op basis van een chemische compatibiliteitstabel in combinatie met de procestemperatuur en -druk. Wij adviseren altijd op basis van de volledige vloeistofsamenstelling, inclusief eventuele bijproducten of reinigingsmiddelen die door de pomp worden geleid.

Is een membraanpomp ook geschikt voor hygiënische of farmaceutische toepassingen?

Ja, membraanpompen zijn uitstekend inzetbaar in hygiënische en farmaceutische processen, mits de pomp is uitgevoerd in de juiste materialen en voldoet aan de relevante normen zoals FDA, USP Class VI of EHEDG. Het afdichtingsloze ontwerp elimineert het risico op contaminatie via lekke afdichtingen, wat een groot voordeel is in GMP-gereguleerde omgevingen. Belangrijk aandachtspunt is dat de pompconstructie reinigbaar moet zijn, bij voorkeur CIP- (Cleaning In Place) of SIP-compatibel (Sterilization In Place). Bespreek bij de selectie altijd de specifieke hygiëne-eisen van jouw proces, zodat de juiste uitvoering wordt gekozen.

Wat zijn de meest voorkomende fouten bij de installatie van een membraanpomp?

Een veelgemaakte fout is het onderschatten van de NPSH-waarde (Net Positive Suction Head): wanneer de zuigdruk te laag is, kan cavitatie optreden, wat de terugslagkleppen en het membraan beschadigt. Andere veelvoorkomende installatiefouten zijn het gebruik van te lange of te nauwe zuigleidingen, het ontbreken van een pulsatiedemper bij drukgevoelige systemen, en het niet correct uitlijnen van de leidingaansluitingen waardoor mechanische spanning op de pompbehuizing ontstaat. Zorg er ook voor dat de pomp bereikbaar is voor inspectie en onderhoud, en dat eventuele lekdetectie-aansluitingen correct zijn aangesloten op het alarmsysteem van de installatie.

Hoe verhoudt de TCO van een membraanpomp zich tot die van een conventionele pomp met asafdichting?

Op aanschafprijs is een membraanpomp doorgaans duurder dan een vergelijkbare pomp met mechanische asafdichting, maar over de volledige levenscyclus pakt de TCO vaak gunstiger uit. De grootste kostenvoordelen zitten in het wegvallen van de kosten voor asafdichtingen (aanschaf, vervanging en bijbehorende stilstand), de lagere filtratiekosten doordat filtratie niet langer op de pomp hoeft te worden afgestemd, en de verminderde kans op ongeplande stilstand door lekken of afdichtingsfalen. In processen met gevaarlijke media komen daar nog de vermeden kosten voor incidentbeheer, reinigingsoperaties en mogelijke boetes bij milieu-overtredingen bij. Wij stellen graag een volledige TCO-berekening op voor jouw specifieke situatie.

Nieuws