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Druckluft für Waschmittelproduzent

Schraubenkompressoren mit integrierter Wärmerückgewinnung
Druckluft für die Produktion

Für_den_Reinigungsmittelhersteller_Fit_hat_ein_Projektteam_von_Renner_eine_komplett_neue_Druckluftanlage_geplant_und_installiert
Die Produktionsanlage für Spülmittel am Standort Zittau wird mit Druckluft von Renner versorgt Bild: Renner
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Bei dem Reinigungsmittelhersteller Fit in Hirschfelde bei Zittau stehen die Zeichen auf Expansion. Betrug der Umsatz 1993, also im Jahr der Privatisierung des Unternehmens noch 6 Mio. Euro, stieg er bis 2018 auf 173 Mio. Euro an. Im Jahr 2016 modernisierte der Mittelständler aus Sachsen die Druckluftversorgung und passte sie so der stetig wachsenden Produktion an.

Die Fit GmbH produziert am Standort Zittau mit 250 Mitarbeitern Wasch-, Putz- und Reinigungsmittel sowie Kosmetikprodukte. Bei der Modernisierung der Druckluftversorgung vertraute das Unternehmen auf die Partnerschaft mit Renner. „Renner bot uns das beste Konzept“, weiß Jens Ullmann, Leiter der Technik bei der Fit GmbH. Neben der Effizienz des Kompressors selbst spielte auch die Peripherie und Systemeinbindung im Gesamtbetrieb eine wichtige Rolle. So wurden in die Maschinen Wärmetauscher für 80 °C Prozesswassererwärmung und Gebäudeheizung integriert. Zunächst wurde 2016 ein RSF-127-DW-Schraubenkompressor mit Drehzahlregelung, 1:1-Direktantrieb, Wasserkühlung und Wärmerückgewinnung für die erforderlichen 80 °C installiert. In einer weiteren Investition wurde das System 2017 mit einer Grundlastanlage RS 2-75 DW aus der gleichen Baureihe, auch mit Wärmerückgewinnung, ergänzt.

Effizient und wirtschaftlich

Die Renner-Kompressorenbaureihe mit 75 bis 127 kW Antriebsleistung ist platzsparend, aber dennoch gut zugänglich. Mit einem Einbringmaß unter 1 m Breite und unter 2 m Höhe bekommt man die Maschine in praktisch jedem Kompressorraum unter. Gerade Betriebe, die wachsen, können so von den Vorzügen profitieren und klein gegen groß austauschen. Die Kompressoren sind mit Festdrehzahl oder Frequenzumrichter lieferbar. Dank diverser Schraubenkompressorblöcke und neu entwickelter und für Frequenzumrichterbetrieb optimierter Motoren der Klasse IE3 in Standardbauweise bieten sich so stets optimale Kombinationen für höchste Effizienz und einen großen Regelbereich. In Kombination mit Festdrehzahlmaschinen entstehen so ideale Energiesparpaarungen für alle Betriebsbedingungen im Bereich von 5 bis 15 bar. Eine Wasserkühlung und auch integrierte Wärmerückgewinnung sind Standardoptionen. Es stehen verschiedene Wärmetauscher für diverse Anwendungen zur Verfügung. Daneben bietet Renner die Option, dass die Steuerung und Versorgung der im System notwendigen und am Kompressor angebauten Pumpen aus dem Kompressor versorgt und gesteuert werden kann. Dies erspart separate Schaltanlagen beim Anwender. Die Kompressoren der Baureihe sind BAFA-förderfähig. Der Anwender bekommt so bis zu 40 % staatliche Förderung auf seine Investition. Bei beengten Verhältnissen kann die Maschine mit einer Längs- und Stirnseite auch an der Wand aufgestellt werden. Gerade bei einem Containereinbau bietet das große Vorteile. Die in der luftgekühlten Standardversion eingebauten Radialventilatoren ermöglichen mit bis zu 130 Pa Restpressung auch bei hohen Umgebungstemperaturen übersichtliche Abluftkanäle ohne zusätzliche Stützlüfter. Im Replacement kann oft auch die bestehende Infrastruktur, ehemals kleinerer Maschinen, weiter genutzt werden. Dies reduziert die Kosten für die Einbindung in den Betrieb und auch die Betriebskosten erheblich.

Wärmenutzung zahlt sich aus

Viele Anwender schauen primär auf den Kaufpreis der Maschine und vielleicht noch auf die technischen Angaben im Prospekt. Peripheriekosten stehen oft an zweiter Stelle. Anders bei dem Waschmittelhersteller Fit. Hier sind Nachhaltigkeit und ressourcenschonendes Verhalten keine reinen Lippenbekenntnisse. Druckluft ist eine teure Energie und das, was übrig bleibt, nämlich die Wärme, soll effektiv genutzt werden. Hier in Form von 80 °C Prozesswasser. Renner kann das mit seinen Maschinen problemlos umsetzen. Ein fluidgekühlter Schraubenkompressor nutzt ein Fluid, hier Öl, als inneres Medium zum Schmieren, Abdichten und Kühlen. Würde man Luft ohne innere Kühlung auf 7 bis 10 bar verdichten, würde sich die Luft dabei auf ca. 450 °C erwärmen. Abgesehen davon, dass man das durch die Wärmeausdehnung entstehende zusätzliche Volumen auch noch verdichten müsste, würde kaum ein Material den Temperaturen standhalten. Früher bediente man sich daher einer mehrstufigen Verdichtung mit Zwischenkühlung. Kolbenkompressoren und Zellenverdichter mit Verlustschmierung sind jedoch aus wirtschaftlichen Gründen am Markt praktisch verschwunden. Das Öl, das beim Schraubenkompressor mit in den Verdichtungsraum gespritzt wird, transportiert rund 70 % der Antriebsleistung in Form von Wärme ab. Über einen Luft- oder Wasserkühler gekühlt, gelangt es wieder in den Kreislauf. Die warme Druckluft wird separat gekühlt. Mikrobe Restölmengen in der Druckluft, die die Abscheidung passieren, sind bei technischer Druckluft eher gewünscht. Üblicherweise liegt die Öltemperatur bei 70 bis 90 °C. Die Renner-Schraubenkompressoren können aber bis zu 110 °C betrieben werden. Dauerhaft hohe Temperaturen erfordern besondere Öle, die auch teurer sind. Gemessen an der Kosteneinsparung einer Wärmenutzung sind geringfügig höhere Wartungskosten beim Kompressor im Gesamtkonzept jedoch unbedeutend.

Die Druckluftversorgung macht bei Fit rund 20 % des Strombedarfs aus. „Dank Wärmenutzung stehen davon nun rund 70 % zur Entlastung der erdgasbefeuerten Dampfkessel bereit. Etwa 25 % der benötigten Heizleistung können so umweltschonend und kostensparend ersetzt werden,“ stellt Ullmann fest. Die Wärmerückgewinnungsanlage ist auch BAFA-förderfähig.

Neben der Investition der allgemeinen „10 bar“-Werksluftversorgung stand bei Fit auch eine Erneuerung der PET-Blasluft an. Die Verpackung der Flüssigprodukte wird vor Ort produziert. Am Anfang steht ein Rohling, bei dem nur das Gewinde an das Endprodukt erinnert. Die Rohlinge werden zunächst aus Granulat im Spritzgussverfahren hergestellt. So sind sie noch gut transport- und lagerfähig. Anschließend werden sie in einer Streckblasmaschine thermisch plastifiziert und mit Druckluft in eine Form geblasen. Je nach Wandstärke, Komplexität der Form und gewünschter Oberflächenstruktur wird dazu ein Druck von bis zu 40 bar benötigt. Fit übernimmt das Blasen selbst. Dies spart erheblich Transport- und Lagervolumen, schont so die Umwelt, reduziert die Kosten und erhöht die Fertigungstiefe. So wurden auch zwei Renner RS-MF-45-W-Schrauben-Booster-Kompressoren mit je 45 kW Antriebsleistung, Frequenzregelung, Wasserkühlung und Wärmerückgewinnung 80 °C angeschafft.

Der RS-M-Schrauben-Booster mit 18,5 bis 45 kW, mit Festdrehzahl oder drehzahlgeregelt, ergänzt das Renner-Produktportfolio seit Langem. Ohne oszillierende Teile und praktisch verschleißfrei verdichtet der Booster bereits auf 6 bis 15 bar vorverdichtete Luft auf einen Enddruck von 25 bis 40 bar. Der große Vorteil gegenüber in diesem Segment traditionellen Kolbenkompressoren ist der ruhige Lauf. Dank Drehzahlregelung kann stabil der geforderte Druck gehalten und eine kostenintensive Überverdichtung auf unnötig hohen Druck vermieden werden. Selbstverständlich können diese Maschinen auch mit einer Wärmerückgewinnung ausgestattet werden.

Eine Wasserkühlung ist heute nicht mehr die Regel. Für Fit war dies aber kein Thema. Denn aus der Historie bestand bereits eine entsprechende Rückkühlanlage, die ebenfalls für die anderen Produktionsprozesse benötigt wird. Der große Vorteil besteht in der hohen Leistungsdichte auf kleinem Raum. Mit kleinen Rohren können große Wärmemengen verlustarm bewegt werden. Außenstehende Kühler geben die überschüssige Wärme direkt an die Umgebung ab.

Renner GmbH Kompressoren, Güglingen


Autor: Markus Steckmeier

Teamleiter Projektmanagement

Renner

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