Pumpen & Kompressoren Variabel verbrauchen, sicher sparen

16.03.2012

Luft kostet viel Geld - zumindest, wenn sie in großer Menge und sauber verfügbar sein soll. Drehzahlregelung kann Sparen helfen - in so unterschiedlichen Bereichen wie Kosmetikindustrie, Brauereien und Medizintechnik.

Untersuchungen haben gezeigt, dass in der Industrie immer noch bis zu 40Prozent mehr Energie für die Drucklufterzeugung eingesetzt wird als tatsächlich erforderlich ist. Denn Kompressoren sind im Durchschnitt nur zu 50 bis 70 Prozent ausgelastet. Drehzahlgeregelte Kompressoren können Energie sparen - denn bei der Regelung wird die Drehzahl des Motors und damit auch der Verdichterstufe so variiert, dass die erzeugte Luftmenge genau dem Volumen entspricht, das der Anwender zum jeweiligen Zeitpunkt benötigt. Diese permanente Abstimmung zwischen Drucklufterzeugung und Verbrauch ermöglicht den optimal wirtschaftlichen Betrieb der Kompressorstation - in unterschiedlichen Betriebssituationen. Der Anwender kann flexibel auf Bedarfsschwankungen reagieren. Almig hat das bei den ölfreien Kompressoren der Lento-Baureihe umgesetzt. Hier wird Wasser, ein natürlicher und sauberer Rohstoff, anstelle des Kompressorenöls eingespritzt und übernimmt die Aufgaben der Kühlung, Abdichtung und Schmierung. So kommt die Druckluft zu keinem Zeitpunkt der Verdichtung mit ölhaltigen Betriebsmitteln in Verbindung. Das Wasser wäscht sogar einen Großteil der Schmutzpartikel in der Ansaugluft heraus. Schlosser-Medizintechnik fertigt hochpräzise Kunststoffteile für medizinische Anwendungen. Einen Schwerpunkt bildet die vollautomatische Produktion von Messküvetten und Pipettenspitzen in Milliardenstückzahl. 95Prozent der Produktionsfläche unterliegen den Kriterien der Reinraumtechnik nach GMP-Norm Klasse100.000. Die Produktionsanlagen benötigen im Dreischichtbetrieb und damit rund um die Uhr Druckluft in erheblichen Mengen. Diese Luft kann auch mit den Endprodukten in Kontakt kommen. Deshalb muss sie absolut ölfrei sein. Bisher wurde das erreicht, indem die Druckluft durch drehzahlgeregelte, öleingespritzte Kompressoren erzeugt und danach über Mikro- und Aktivkohlefilter aufbereitet wurde.

Reinräume autark versorg

In seinen neuen Produktionsanlagen schraubte das Unternehmen seine Anforderungen an die Druckluftqualität und an die Betriebssicherheit noch höher: Versorgt werden die Anlagen autark durch wassereingespritzte, drehzahlgeregelte Lento-Kompressoren. Diese Versorgung mit Druckluft wurde bewusst von jener für andere Produktionsbereiche abgekoppelt. Seitdem wird damit auf zusätzliche Aufbereitung der Druckluft mit Aktivkohle verzichtet. Denn die Medizintechnik verlangt nach Qualitäts- und Versorgungsstandards auf konstant hohem Niveau. Da die Endprodukte der Kosmetikindustrie mit der menschlichen Haut in Kontakt kommen, ist auch hier höchste Produktreinheit erforderlich. Voraussetzung dafür ist unter anderem der Einsatz ölfrei produzierter Druckluft in der Herstellung. Schwan-Stabilo Cosmetics macht diesbezüglich keine Kompromisse: Die wassereingespritzte Drucklufterzeugung ist für dieses Unternehmen die einzige Option.

Ölfreie Druckluft für Kosmetikstifte

Das Unternehmen ist ursprünglich als Hersteller von Bleistiften bekannt. Dieses Know-how nutzt das Tochterunternehmen, um Kosmetikstifte für führende Kosmetikmarken herzustellen. Mit diesen Produkten bewegt sich das Unternehmen nahe an der pharmazeutischen Industrie und setzt die Vorgaben an die Druckluft entsprechend hoch:

�?� maximaler Ölgehalt: Klasse 1 (0,01mg/m³) �?� Drucktaupunkt Klasse5 (+7°C) �?� maximaler Reststaubgehalt: Klasse1 (Partikelgröße 0,1µm, Partikeldichte 0,1mg/m³)

Weg vom Öl ist Schwan-Stabilo mit einem drehzahlgeregelten 55-kW-Lento-Schraubenkompressor für die Bedarfsspitzen und einer 37-kW-Version mit fester Drehzahl für den Grundbedarf an Druckluft gekommen. Bei Arbeitsbeginn startet zunächst die drehzahlgeregelte Anlage. Sobald sie etwa 90Prozent ihres Volumenstroms erreicht, startet automatisch die kleinere Anlage mit fester Drehzahl als Grundlastmaschine. Beide Anlagen sind wassergekühlt, sodass ein bereits vorhandener Kühlkreislauf auch für die neue Konzeption genutzt werden konnte. Sie verdichten bei niedrigen Drehzahlen (3.000 bis 4.000U/min) nahezu isotherm. Und Wärme, die erst gar nicht entsteht, muss auch nicht bezahlt, energieintensiv heruntergekühlt oder abgeführt werden. Trotz absolut ölfreier Verdichtung durchströmt die Druckluft vor Eintritt ins Netz noch einen Aktivkohleadsorber. Dabei sollen jene Ölpartikel aus der Druckluft entfernt werden, die über den Ansaugfilter in das System gelangen können, beispielsweise aus Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen. Die Schraubenkompressoren als Herzstück der Drucklufterzeugung setzen die Vorgaben des Sicherheitskonzepts von Schwan-Stabilo problemlos um.

Sterilfilter-Aufbereitung in einer Brauerei

Die Kulmbacher Brauerei bildet zusammen mit Paulaner und der Südwestgruppe die Brauholding International, den stärksten Verbund regionaler Brauereien in Deutschland. Die Verantwortlichen legen höchste Priorität auf die Qualität und die Sauberkeit der Druckluft, weil diese mit dem Bier in Kontakt kommen kann. Zudem ist die Energieminimierung in allen Betriebsteilen von zentraler Bedeutung. Eine wesentliche Rolle spielt die Energie zur Erzeugung der ölfreien Druckluft, die rund um die Uhr an sieben Tagen der Woche benötigt wird. Die Druckluft wird bei Kulmbacher zum größten Teil zur Steuerung von Ventilen und als Arbeitsluft eingesetzt. Sie dient aber auch zur Belüftung der Würze und zum Spülen der mit Kohlensäure kontaminierten Tanks. In diesen Fällen wird die Druckluft durch einen zusätzlichen Sterilfilter aufbereitet, um jegliches Risiko beim Kontakt mit dem Endprodukt auszuschließen. Zusätzlich wird in den Wintermonaten noch ein Adsorptionstrockner über die Außentemperatur aktiviert, um die Freileitungen zum Gär- und Lagerkeller trotz Isolierung auch bei extremen Temperaturen von bis zu -40°C kondensat- und somit eisfrei zu halten. Ausschlaggebend für die Entscheidung zur wassereingespritzten Verdichtung waren mehrere Faktoren:

�?� Die produzierte Druckluft ist sauberer als die zur Verdichtung angesaugte Frischluft, weil die in der Ansaugluft enthaltenen Fremdbestandteile durch das Kreislaufwasser wirksam ausgewaschen werden. Das haben mehrere renommierte und unabhängige Institute durch aufwendige Testreihen bestätigt. Das Verfahren der Wassereinspritzung reduziert angesaugte Keime, Bakterien und Sporen auf einen Wert unterhalb der Erfassungsgrenze. �?� Die Brauerei hat vorgegeben, dass sich die Investition innerhalb von drei Jahren amortisiert. Das wurde über die Einsparung bei Energie- und Frischwasserkosten erreicht. �?� Entwickelt und gebaut wurde die Anlage in Deutschland - ein wichtiger Faktor für die Ausrichtung auf den nationalen Markt. �?� Durch die geringen Drehzahlen und die hochwertigen Materialien sind die Geräuschemissionen im Vergleich zu übrigen Techniken gering.

Auch im Brauereibereich erwies sich somit die wassereingespritzte Verdichtung als sicheres und günstiges Verfahren, um absolut ölfreie Druckluft zu erzeugen. Die Wassereinspritzungstechnik von Almig ist durch Optimierungen über die letzten Jahre zu einem Verdichtungsprozess gereift, der auch sehr hohe Ansprüchen an die Drucklufterzeugung in sensiblen Industriebereichen in den Punkten Druckluftqualität, Sicherheit und Energieeffizienz erfüllt.

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