Um Unternehmen in ihrer Energieeffizienz zu unterstützen, bietet SHIPE-STC eine tiefgreifende technische Analyse und Modernisierung der Rührsysteme an. Die Modernisierung der Rührsysteme bringt Unternehmen nicht nur kurz- und mittelfristige Einsparungen bei den Energiekosten, sondern stärkt auch deren langfristige Wettbewerbsfähigkeit. Die genaue Bewertung der bestehenden Technik sowie gezielte Verbesserungen, die durch den Einsatz moderner Rührsysteme wie dem Maxblend und anderer technischer Adaptionen erreicht werden können, erfolgen in vier Schritten.
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Schritt 1: Detaillierte technische Analyse
Passt die Rührmaschine überhaupt zur vorgegebenen Rühraufgabe? Oftmals werden Rührmaschinen verwendet, die für einen völlig anderen Produktionsprozess angeschafft wurden und für die aktuelle Rühraufgabe nur bedingt geeignet sind. Dabei wird die Tauglichkeit des Rührers und seiner Anordnung, die Stromstörer und die Drehzahlen untersucht. Wärmeübergang, Reinigungszeiten aber auch Themen wie Prozessüberwachung/-steuerung, Dosier- und Entnahmeprozesse werden neu betrachtet. Motoren, Getriebe und Abdichtungssysteme werden mit dem Stand der Technik und den verfügbaren Energieeffizienzklassen verglichen.
Mit Strömungssimulationen (CFD) können Strömungsmuster und die Energieverteilung im gesamten Behälter visualisiert werden. Schwachstellen, wie Totzonen, in denen keine ausreichende Durchmischung stattfindet, oder ungleichmäßige Scherkräfte wirken, können hierdurch aufgedeckt werden.
Schritt 2: Maximierung der Effizienz
Nach der Analyse bietet SHIPE-STC maßgeschneiderte Lösungen an, um die Effizienz der Rührprozesse zu steigern. Eine der effektivsten Maßnahmen ist der Einsatz des Maxblend-Rührsystems, das sich durch seine Vielseitigkeit und Effizienz auszeichnet. Maxblend kann in einem weiten Viskositätsbereich zwischen 10 und 100 000 mPas eingesetzt werden und eignet sich daher als Multipurpose-Rührer für unterschiedlichste Anwendungen in der Chemie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie. Prozessschritte, bei denen sich die Viskosität stark ändert, können in nur einem Behälter anstatt in zwei oder drei abgebildet werden. Das Rührsystem kann auch bei wechselnden Füllständen im Behälter optimal arbeiten. Wegen seiner besonderen Konstruktion stabilisiert er die Rührwelle auf jeder Höhe. Dadurch wird sichergestellt, dass es keine sonst üblichen Probleme beim Lauf des Rührers im Durchtritt gibt. Vibrationen oder sogar Wellenbrüche gehören der Vergangenheit an. Auch Bereiche schlechter Durchmischung gibt es im Vergleich zu Mehrstufensystemen nicht, denn der Rührer überstreicht den kompletten Bilanzraum.
Maxblend erzeugt eine gleichmäßige Verteilung der Energie im gesamten Behälter, wodurch homogene Scherraten erreicht werden. Dies führt zu einer schonenden Behandlung des Produkts. In vielen Fällen, insbesondere bei empfindlichen oder scherempfindlichen Materialien, wie beispielsweise in der Lebensmittelproduktion oder bei biotechnologischen Prozessen, wird dadurch die Produktqualität verbessert. Speziell in Polymerisationsprozessen können Produktanhaftungen und Krümelbildung infolge zu hoher lokaler Scherkräfte reduziert werden.
Das Rührsystem bewältigt Prozesse wie die Homogenisierung und Suspension mit hoher Effizienz. Im Vergleich zu herkömmlichen Rührsystemen benötigt es für dieselben Ergebnisse nur 20 % der Energie. Selbst in hochviskosen Anwendungen zeigt sich eine Energieeinsparung von bis zu 60 % im Vergleich zu mehrstufigen Rühreranordnungen.
In Begasungsprozessen, die für Reaktionen oft unerlässlich sind, zeigt der Maxblend ebenfalls eine deutliche Effizienzsteigerung. Bei der Wärmeübertragung können die Strömungsgeschwindigkeiten an der Wand und somit die Reynolds-Zahl (Re) konstant gehalten und trotzdem bis zu 60 % weniger Energie verbraucht werden.
Schritt 3: Systematische Modernisierung
Falls die Analyse zeigt, dass bestehende Rührmaschinen die aktuellen Energieeffizienzanforderungen nicht erfüllen, bietet SHIPE-STC gezielte Modernisierungsmaßnahmen an. Der Austausch veralteter Rührer durch moderne, leistungsstarke wie Maxblend führt dazu, dass der Energieeintrag genau auf die Prozessanforderungen abgestimmt wird. Dies reduziert nicht nur den Energieverbrauch, sondern kann auch die Produktqualität steigern, Produktionsprozesse verkürzen und/oder Reinigungsprozesse verbessern.
Weitere Verbesserungen können Motor-Upgrades und eine Drehzahlregelung bringen. Die Modernisierung der Antriebseinheit durch den Einsatz von energieeffizienten Motoren und intelligenter Drehzahlregelung kann den Energieverbrauch um bis zu 30 % senken. Zusätzlich sorgt die elektronische Regelung dafür, dass der Motor nur dann die volle Leistung erbringt, wenn diese wirklich benötigt wird.
Durch den Einsatz moderner Sensorik und Echtzeitüberwachung der Prozessparameter wie Energieverbrauch, Temperaturen, Viskositäten und Mischzeiten lässt sich der Betrieb der Rührsysteme kontinuierlich überwachen und optimieren. Dies führt nicht nur zu einer langfristigen Reduzierung der Betriebskosten, sondern gewährleistet auch eine konstante Produktionsqualität.
Schritt 4: Energiezertifikat und Energiesiegel
Nach der erfolgreichen Prüfung der Rührsysteme erfolgt eine umfassende Dokumentation der möglichen Energieeinsparungen und Prozessoptimierungen. Das Energiezertifikat dokumentiert den Zustand der Rührmaschine unter Bezug auf die Einordnung im Stand der Technik. Dabei wird auf wichtige Kennzahlen wie den Energieverbrauch im Produktionsprozess, die Einsparpotenziale der Betriebskosten und der CO2-Emissionen eingegangen. Dieses Zertifikat erfüllt nicht nur gesetzliche Vorgaben im Rahmen der Energiedienstleistungsrichtlinie (EDL-G) und des Energieeffizienzgesetzes, sondern stellt auch für das Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil dar. Unternehmen, die durch die Zertifizierung nachweisen können, dass sie die Energieeffizienz ihrer Produktion steigern, qualifizieren sich häufig für staatliche Förderprogramme oder Steuervergünstigungen.
Zusätzlich zum Energiezertifikat wird nach Modernisierungsabschluss ein Energiesiegel vergeben. Dieses Siegel kann an den modernisierten Rührmaschinen angebracht werden und dient als sichtbares Zeichen dafür, dass die entsprechenden Anlagen den neuesten technischen Standards entsprechen und besonders energieeffizient arbeiten. Mit dem Energiesiegel können Unternehmen ihre Bemühungen im Bereich der Energieeinsparung sichtbar machen und sich als ökologisch verantwortungsbewusster und innovativer Partner präsentieren. Dies stärkt das Image und kann helfen, neue Geschäftsmöglichkeiten zu erschließen.
STC-Engineering GmbH, Waldenburg
Autorin: Janin Klatt-Eberle
Managing Director,
SHIPE-STC Cooperation
