„Habt ihr eigentlich auch Stickstoffgeneratoren im Angebot?“, mit dieser Frage brachte Geschäftsführer Stefan Gugel seinen Gegenüber Armin Salzmann, Gebietsverkaufsleiter beim Kompressorenhersteller Almig, kurzzeitig aus dem Konzept. „Wir selbst haben keine Stickstoffgeneratoren im Angebot, aber mir fiel gleich Mader ein“, erinnert sich Salzmann, „Mit dem Unternehmen arbeiten wir schon längere Zeit vertrauensvoll zusammen und ich wusste, dass sie neben ihrer Expertise im Bereich Druckluft auch schon eine Reihe von Projekten im Bereich Stickstoffeigenerzeugung umgesetzt haben.“
Der Kontakt war schnell hergestellt und dank Unterstützung aus der Unternehmensführung nahm das Projekt „Stickstoff“ schnell an Fahrt auf. „Herr Gugel ist ein Visionär. Er hat nach Möglichkeiten gesucht, sich von den erheblichen Preissteigerungen für Kohlendioxid unabhängiger zu machen und gleichzeitig die Produktqualität unseres Mineralwassers zu optimieren“, berichtet Markus Brzank beim Vor-Ort-Termin. Der stellvertretende Instandhaltungsleiter erläutert die Herausforderungen bei der Abfüllung des wertvollen Mineralwassers, das aus 400 m Tiefe gefördert und nach Aussage des Unternehmens „heute noch so rein wie vor 10.000 Jahren ist“: „Vor der Abfüllung in Flaschen wird unser Mineralwasser in 15 Tanks mit insgesamt 1,5 Millionen l Inhalt zwischengelagert. So können wir unabhängig von der Nachfrage eine gleichbleibende Entnahmemenge ohne große Schwankungen gewährleisten.“
Um das Wasser vor externen Einflüssen zu schützen, insbesondere vor Oxidation, ist die Inertisierung ein gängiges Verfahren. Dafür werden Inertgase eingesetzt, die chemisch wenig reaktiv sind und Sauerstoff aus den Behältern verdrängen. „In der Vergangenheit haben wir dafür Kohlendioxid verwendet“, erzählt Brzank.
Für die Umsetzung des Vorhabens Kohlendioxid durch Stickstoff zu ersetzen, arbeiteten die drei Unternehmen intensiv zusammen. Almig lieferte die passende ölfreie Druckluftstation, die einerseits die notwendige Menge an komprimierter Luft für die Stickstofferzeugung liefert und andererseits für den regulären Betrieb von Druckluftanwendungen eingesetzt wird. Mader übernahm die Verrohrung der Kompressorstation und die Auslegung und Installation des Stickstoffgenerators inklusive Speicherbehälter sowie Montage der Edelstahl-Stickstoffleitungen. Romina Mineralbrunnen befasste sich mit Aufbau einer Fallback-Lösung die weiterhin Kohlendioxid als Inertgas vorsieht. „Die Fallback-Lösung war uns wichtig, so dass wir in jedem Fall produzieren können, auch wenn die Stickstoffeigenerzeugung mal nicht funktioniert oder zum Beispiel aus Wartungsgründen pausiert werden muss“, berichtet Brzank.
Reinheitsgrad von 3.0
Innerhalb von nur acht Monaten konnte die Anlage in Betrieb genommen und Romina Mineralbrunnen erstmalig eigenen Stickstoff produzieren. In einem ersten Schritt wurden die Mineralwassertanks mit dem Stickstoff befüllt. „Wir konnten zu diesem Zeitpunkt noch nicht abschätzen, ob der erzeugte Druck für die Inertisierung ausreichen würde, deswegen die schrittweise Herangehensweise“, erzählt der erfahrene Instandhalter. Zwischenzeitlich wird der Stickstoff im Vier-Schicht-Betrieb an sieben Tagen die Woche selbst erzeugt und, nicht nur zur Befüllung der Mineralwassertanks, sondern auch als Inertgas bei der Abfüllung der Getränke eingesetzt.
„Mit dem eingesetzten Stickstoffgenerator können wir eine Liefermenge von 48,3 nm3 pro Stunde in einer Qualität von 99,9 Prozent gewährleisten. Dies entspricht einem Reinheitsgrad von 3.0“, sagt Philipp Komenda, verantwortlich für den Bereich Projektierung Druckluft- und Stickstofftechnik bei Mader. „Um die Liefermenge jederzeit zu gewährleisten und Druckabfälle zu vermeiden, gehört zur Stickstoffanlage auch ein Druckspeicher mit einem Volumen von 5.000 l in dem der Stickstoff ‚zwischengespeichert‘ wird“, ergänzt Komenda.
Der eingesetzte Stickstoffgenerator arbeitet nach dem sogenannten PSA-Verfahren (PSA = Pressure Swing Adsorption = Druckwechselverfahren). Komprimierte und aufbereitete Luft wird in einem Adsorptionsbehälter geleitet, der ein Molekularsieb enthält, das Gase selektiv adsorbieren kann. Unter Druck wird Sauerstoff, CO2 und andere Gase adsorbiert, wohingegen Stickstoff größtenteils im gasförmigen Zustand bleibt und isoliert wird. Anschließend wird der Druck im Behälter wieder gesenkt und die zuvor adsorbierten Gase werden freigesetzt und abgeleitet. Währenddessen läuft in einem zweiten Behälter der Adsorptionsprozess weiter, sodass ein kontinuierlicher Betrieb und damit auch Lieferung von Stickstoff möglich ist. Seit Anfang 2024 läuft die Anlage im Hochbetrieb.
Erstes Fazit von Geschäftsführer Gugel, der das Projekt ursprünglich initiiert hatte: „Mit der Stickstoffeigenerzeugung haben wir eine neue Unabhängigkeit von Kohlendioxid-Lieferanten und den steigenden Preisen am Markt erreichen können. Durch die Einsparung wird sich der Invest in die Anlage in rund drei Jahren amortisiert haben. Brzank resümiert: „Die Anlage läuft. Wir sind zufrieden. Und bisher haben wir auch unsere Fallback-Lösung nicht gebraucht.“
