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Keine Insellösungen

Redundante Druckluftversorgung für Gropper Molkerei
Keine Insellösungen

Zum Blasformen von PET-Flaschen braucht man große Mengen ölfreier Druckluft (40 bar). Jedoch sind die wenigsten Druckluftnetze auf diesen Fall eingestellt. Wenn dann eine PET-Blasformanlage angeschafft wird, entscheiden sich viele Anwender meistens für eine drucklufttechnische Insellösung. Nicht so die Gropper Molkerei in Bissingen nahe Donauwörth, hier wurde die Blasformanlage ins ölfreie Druckluftnetz eingebunden. Das Ergebnis: Eine höhere Wirtschaftlichkeit und Betriebssicherheit.

Arnold G. Stapel

Schon von Anfang an, das heißt seit 1995, hat Gropper ausschließlich trockenlaufende, also ölfrei verdichtende Kompressoren in seine 8-bar-Druckluftzentrale gestellt. Bevor im letzten Jahr PET eingeführt wurde, standen dort bereits vier ölfrei verdichtende, luftgekühlte Atlas-Copco-Kompressoren:
  • zwei ZT-Drehzahnkompressoren mit einer Leistung von je 45 kW und einer Kapazität von jeweils 99 l/s bei 8,6 bar Überdruck sowie
  • zwei ZT-Schraubenkompressoren mit Leistungen von 90 und 132 kW und Kapazitäten von 220 und 300 l/s
Entscheidung nie bereut
Nach den Worten von Dipl.-Ing. Karl Klein, Leiter Produktion und Technik der Gropper Molkerei, hat man die Entscheidung pro ölfreie Druckluft nie bereut. Denn: Die Anzahl der Stellen, an denen die Druckluft direkt mit den Produkten in Berührung kommt, steigt immer mehr. Sehr gelegen kommt Klein deshalb auch, dass die Luft bei Trockenläufern nicht schon im Kompressor heruntergekühlt werden muss, wie das bei ölgeschmierten Kompressoren der Fall ist: „Dadurch wird unsere Druckluft bis zu 200 °C heiß und ist bakteriologisch absolut sauber und sicher.“ Einen weiteren Beitrag zur Hygiene und Betriebssicherheit leistet das Druckluftnetz selbst. Es ist komplett in Edelstahl ausgeführt.
Steigender Druckluftbedarf
Als sich durch geplante Betriebserweiterungen im letzten Jahr ein steigender Luftbedarf abzeichnete – einerseits durch eine neue Produktionslinie, andererseits durch eine PET-Blasformanlage für Trinkjogurtflaschen (3 Millionen Einheiten pro Monat) – versuchte Klein, zwei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen. Auf die vom Hersteller der PET-Anlage standardmäßig vorgeschlagene drucklufttechnische Insellösung, eine separate Kompressoranlage ausschließlich zur Versorgung der PET-Anlage, wollte er sich nicht einlassen. Sie schien ihm wegen fehlender Redundanz nicht betriebssicher genug.
Statt dessen rüstete Klein lieber das Betriebsluftnetz auf. Und zwar so gründlich, dass es nun den gewachsenen Luftbedarf der Molkerei einschließlich der PET-Anlage deckt. Gropper investierte in einen drehzahlgeregelten Schraubenkompressor der Baureihe ZR 160 VSD mit 160 kW Nennleistung und frequenzgeregeltem Variable Speed Drive. Mit seiner Kapazität von 116 bis 418 l/s bei 8,6 bar fährt er heute den Lastausgleich. Auf diese Weise lässt sich Leerlauf bei den anderen Kompressoren vermeiden und Strom sparen. Die zum PET-Blasformen benötigte ölfreie Hochdruckluft liefert ein Booster-Kompressor (Atlas Copco), indem er einen Teil der Luft aus dem Betriebsnetz abzweigt und auf die benötigten 40 bar verdichtet.
Die von Gropper als Insellösung verschmähte Alternative wäre eine so genannte Petpack-Anlage gewesen. Bei ihr hätte ein allein auf den Booster abgestimmter Z-Kompressor die 8-bar-Vorstufe gebildet. Der wäre zwar kleiner ausgefallen als der jetzt angeschaffte, schon erwähnte drehzahlgeregelte Z-Kompressor. Doch hätte dann noch ein systemintegrierter MD-Adsorptionstrockner für Drucktaupunkte bis -30 °C zum Petpack-Paket gehört.
Eiswasser als Kältemittel
Diese Lösung wäre nicht sinnvoll gewesen, denn Gropper verfügt bereits über einen Drucklufttrockner ausreichender Leistung und Kapazität. Hierbei handelt es sich um eine sehr kostengünstige Eigenkonstruktion auf Basis vorhandener Ressourcen. Die Druckluft wird in Rohrbündelwärmetauschern auf 1 bis 2 °C Drucktaupunkt abgekühlt. Als Kältemittel dient Eiswasser (ca. 0 °C) aus dem 250 000 l fassenden Kältespeicher der Molkerei. Klein weiter: „Das System ist praktisch wartungsfrei und liefert einen konstanten Drucktaupunkt von +1 °C. Dies ist völlig ausreichend. Denn anstatt die Druckluft einmal vor Eintritt in den Booster auf einen Taupunkt von -30 °C zu bringen, schicken wir die Hochdruckluft nach Austritt aus dem Booster einfach nochmal durch den Kältetrockner.“
Engpässe kein Problem
Die PET-Druckluftversorgung mit dem Betriebsnetz zu kombinieren, bringt mehrere Vorteile, resümiert Klein: „Sollte es mal einen Engpass bei den Kompressoren geben, stelle ich eine Produktionslinie ab und kann trotzdem noch PET-Flaschen herstellen. Außerdem ist die gesamte Drucklufterzeugung wirtschaftlicher geworden. Schließlich liefert die drehzahlgeregelte VSD-Maschine im Zusammenspiel mit den vier normal geregelten Kompressoren immer nur soviel Druckluft, wie gerade benötigt wird. Und wir konnten durch die Drehzahlregelung auch noch das Druckband auf einen Bereich von 6,5 bis 7,3 bar einengen. Früher lag dieser zwischen 6,5 und 8 bar. Der Kompressor der Baureihe ZR 160 VS und der Booster sind die ersten wassergekühlten Druckluftanlagen, die die Gropper Molkerei angeschafft hat. Sie sind mit einer Wärmerückgewinnungsanlage ausgerüstet. Die zurückgewonnene Wärmemenge, sie liegt bei etwa 100 000 kcal/h, dient zur Warmwassererzeugung für die Sozialräume. Diese Vorgehensweise ist nicht nur umweltschonend, sondern in Anbetracht der steigenden Energiepreise auch wirtschaftlich interessant.
Halle 27, Stand B 40
dei 401

Hannover Messe/Interkama 2005
Gropper Molkerei
VDMA/Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik
Kampagne: Energieeffiziente Systeme in Industrie und Gewerbe

Mehrere Ausführungen erhältlich
Die ölfrei verdichtenden Z-Schraubenkompressoren gehören seit 1956 zum Produktprogramm von Atlas Copco. Sie sind in wassergekühlter (ZR-Baureihe) und luftgekühlter (ZT-Baureihe) Ausführung erhältlich. Ihre Kapazitäten reichen von 142 bis 2075 l/s bei Überdrücken von 7,5 bar, 8,6 bar oder 10 bar. Herzstück jedes Z-Kompressors sind zwei ölfrei verdichtende Schraubenelemente.
Die Z-Kompressoren können serienmäßig mit drehzahlgeregelten Antrieben geliefert werden. Diese VSD-Modelle bieten einen Regelbereich zwischen 30 und 100 % ihrer Volumenstromkapazität. Alle Z-Maschinen lassen sich werkseitig mit Komponenten zur Wärmerückgewinnung ausrüsten.

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