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Mit hoher Verfügbarkeit und Flexibilität

Druckluft für die Herstellung von PET-Flaschen
Mit hoher Verfügbarkeit und Flexibilität

Glasflaschen und Glasbehälter verlieren immer mehr an Bedeutung. Flüssigkeiten aller Art werden zunehmend in PET-Gefäßen abgefüllt. Das ist nicht nur eine Umstellung für den Verbraucher, der seine Getränke nun in Kunststoffflaschen bezieht, sondern auch für den Getränkeproduzenten. PET-Flaschen stellt der Abfüller zunehmend selbst her, mit speziellen Blasmaschinen – und die benötigen Druckluft.

Der Trend in der Getränke-Industrie geht eindeutig zu den PET-Flaschen, weil sie leichter, bruchsicherer und druckbeständiger als Glas sind. Sie sind geruchs- und geschmacksneutral – und wiederverwendbar. Was aber genau so wichtig ist: PET kann mit Druckluft in beliebig viele Formen gebracht werden. Dazu benötigt man PET-Blasmaschinen. Diese wiederum verlangen Druckluft mit einem sehr hohen Druck von ca. 40 bar, daneben aber auch Steuerluft für die Betätigung von Steuerzylindern mit einem maximalen Druck von nur 10 bar. Außerdem muss die Druckluft trocken und technisch ölfrei sein. Das sind die Anforderungen an die Drucklufterzeuger. Darüber hinaus sind die Druckluftmengen nicht konstant, denn abhängig von der stündlichen Flaschenproduktion und der verlangten Flaschengröße wird entsprechend viel Druckluft mit einer hohen Verfügbarkeit benötigt.

Flexible Anpassung an den unterschiedlichen Druckluftbedarf
Zunächst einmal die Forderung nach unterschiedlichen Druckluftmengen. Hier gibt es das Boge-Flexpet-Baukastenkonzept, das 11 Modelle zur Auswahl hat und Liefermengen von 93 bis 1076 m³/h Druckluft zur Verfügung stellt. Der Betreiber kann also die Drucklufterzeugung passend zu seiner Blasmaschine auswählen.
Bei der Erzeugung der Blasluft von 40 bar wird Wert auf höchste Sicherheit gelegt. Flexpet erzeugt das Volumen daher nicht nur mit einem Kompressor, sondern – wie der Name schon sagt – flexibel mit mehreren Kompressoren. Das ist wichtig für den Betreiber, denn bei der Wartung oder Reparatur eines Kompressors steht ihm immer noch genügend Druckluft zur Verfügung, um den Betrieb aufrecht zu erhalten. Diese Redundanz ist bei der Getränke-Flaschenproduktion gerade während der Hauptsaison unerlässlich.
Steuerluft direkt erzeugt
Zum Erzeugen der Steuerluft von 10 bar gibt es zwei Möglichkeiten. Einmal kann die Druckluft direkt ohne Umwege mit dem benötigten Steuerdruck von 10 bar bereit gestellt werden. Die zweite Möglichkeit besteht darin, dass von der bereits auf 40 bar verdichteten Blasluft die Steuerluft durch Druckreduzierung abgezweigt wird. Die erste Möglichkeit der direkten Steuerluft-Erzeugung ist der wirtschaftlichere Weg, denn das unnötige Höherverdichten auf 40 bar mit anschließendem Reduzieren auf 10 bar bedeutet sehr viel mehr Energieverbrauch und ist damit unwirtschaftlich.
Flexpet erzeugt die Steuerluft direkt mit einem Schraubenkompressor. Die Größe des Schraubenkompressors ist individuell festzulegen, abhängig von der Steuerluftmenge plus der später benötigten Blasluft. Der Schraubenkompressor ist stufenlos leis-tungsgeregelt. Das bedeutet, dass bei schwankendem Druckluftbedarf der Kompressor nicht in den kostenträchtigen Leerlaufbetrieb schaltet, sondern immer nur so viel Druckluft liefert, wie im Augenblick benötigt wird. Der Betriebsdruck bleibt dabei konstant ohne unnötige Höherverdichtung.
Eine zusätzliche Alternative lässt diese flexible Möglichkeit noch zu. Anstelle des Schraubenkompressors kann auch Druckluft aus einem vorhandenen Netz abgezweigt und höher verdichtet werden. Vo-raussetzung ist dabei allerdings, dass genügend zusätzliche Druckluft in der benötigten Qualität zur Verfügung steht.
Druckluftaufbereitung
Nachdem der Druckluft über einen nachgeschalteten Zyklonabscheider das in flüssiger Form angefallene Kondensat entzogen wurde, trocknet ein Adsorptionstrockner den Volumenstrom auf einen Drucktaupunkt von -40 °C herunter, auf Wunsch sogar bis auf -70 °C. Der Restwassergehalt der Druckluft beträgt bei einem Drucktaupunkt von -40 °C jetzt nur noch 0,117 g/m³. Das ist die Qualitätsklasse 2 nach DIN ISO 8573-1. Durch die Vor- und Nachfilter des Adsorptionstrockners entspricht der Restölgehalt der Druckluft der Qualitätsklasse 1 nach DIN ISO 8573-1. Die Druckluft wird anschließend in einem Druckluftbehälter gespeichert. Sie steht nun zum einen als Steuerluft und zum anderen zur Höherverdichtung der Blasluft zur Verfügung.
Erzeugung der Blasluft
In dem Druckluftbehälter der Niederdruckstufe steht trockene und technisch ölfreie Druckluft von dem Schraubenkompressor oder aus dem örtlichen Druckluftnetz zur Höherverdichtung auf 40 bar zur Verfügung. Ein Booster oder mehrere Booster-Kompressoren verdichten diese Druckluft nun von 10 bar auf den benötigten Blasdruck von 40 bar. Der Booster-Kompressor ist ein Kolbenkompressor, der im Gegensatz zu den üblichen Kompressoren Luft nicht aus der Atmosphäre ansaugt, sondern mit vorhandener Druckluft gespeist wird. Der Vorteil mehrerer Booster liegt in der hohen Verfügbarkeit und in der Flexibilität. Boos-ter können auch beliebig nachgerüstet werden.
Die Blasluft wird in einem Druckluftbehälter gespeichert und kann von dort je nach Bedarf abgefordert werden. Vorher wird sie aber noch von einem Submicrofilter und einem Aktivkohlefilter von allen Öl-dämpfen und Gerü-chen befreit.
Komplettanlage
Alle Module, außer dem Schraubenkompressor — wie Adsorptionstrockner, Behälter, Booster, Filter -, sind auf einem gemeinsamen Grundrahmen montiert und verrohrt. Die elektrischen Komponenten sind komplett verdrahtet mit einem Schaltschrank, so dass nur ein Elektroanschluss notwendig ist. Die Booster sind über eine Mehrfachanlagensteuerung flexibel untereinander zum gleichmäßigen Auslasten verbunden. Außerdem holt die Steuerung nur so viele Booster ans Netz, wie für die Erzeugung der Blasluft tatsächlich benötigt werden. Alle anderen Booster schalten direkt ohne Leerlaufbetrieb aus.
Sollten lediglich die Einzelkomponenten ohne gemeinsamen Grundrahmen installiert werden, dann benötigt der Betreiber hierfür keine Fundamente. Die Bauteile sind auf ebenem Boden problemlos aufzustellen. Eine andere Alternative wäre der Einbau aller Bauteile in einen gemeinsamen Container, der sogar klimatisiert sein kann. Der Vorteil ist klar: jeweils nur ein Elektro- und Druckluftanschluss. Zusätzlicher Platz im Gebäude wird für die komplette Druckluftstation nicht be-nötigt. Der Container kann individuell sogar draußen auf dem Hof aufgestellt werden.
Luftgekühlte Kompressorstation
Alle Verdichter – Schraubenkompressoren und Kolbenkompressoren (Booster) – sind luftgekühlt. Sie benötigen kein Kühlwasser, das manchmal nur mit großem Aufwand (auch finanzieller Art) bereitzustellen ist.
Vorteile des Flexpet-Systems
Beide Verdichterbauarten werden durch lebensmittelverträgliches Öl nach der USDA H1-Vorschrift geschmiert. PTFE-Anteile in der Druckluft durch Abrieb bei der Verdichtung sind ausgeschlossen.
Durch den Einsatz von Schraubenkompressoren steht als Steuerluft pulsationsfreie Druckluft zur Verfügung. Der den Kolbenkompressoren nachgeschaltete Druckluftbehälter sorgt ebenfalls für die Dämpfung der pulsierenden Druckluft.
Beide Verdichtersysteme arbeiten mit Kühlölen, so dass die Verdichtung spezifisch wirtschaftlicher ist als bei ölfrei verdichtenden Systemen. Als Öl wird das lebensmittelverträgliche USDA H1-Verdichteröl eingesetzt, sowohl bei den Schrauben- als auch bei den Booster-Kompressoren.
Beide Verdichtersysteme streben den kos-tengünstigen Aussetzbetrieb an. Bei Teillast regelt der Schraubenkompressor stufenlos, die Booster-Kompressoren schalten aus und fahren keinen Leerlaufbetrieb, bei dem Antriebsenergie benötigt wird, der Kompressor aber keinen Liter Druckluft liefert. Dadurch werden natürlich auch der Verschleiß und die Servicekosten minimiert.
Bei allen Modulen von Flexpet handelt es sich um Standard-Komponenten, die nicht für diesen speziellen Bedarfsfall kons-truiert wurden, sondern weltweit in Druckluftstationen für alle Anwendungszwecke bereits arbeiten.
Halle B2, Stand 129/228
E dei 231
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