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Mit hocheffizienten Motoren und drehzahlgeregelten Antrieben Nachhaltigkeitsziele erreichen

Energieeffizienz steigern, Wasserbrauch senken
Mit hocheffizienten Motoren und drehzahlgeregelten Antrieben Nachhaltigkeitsziele erreichen

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Lebensmittel und Getränke sollen heute möglichst umweltfreundlich hergestellt und verpackt werden. Nachhaltigkeit auf jeder Stufe der Wertschöpfungskette ist deshalb von entscheidender Bedeutung. Hocheffiziente Motoren und drehzahlgeregelte Antriebe von ABB können Unternehmen dabei helfen, zwei wesentliche Nachhaltigkeitsziele zu erreichen: die Energieeffizienz zu erhöhen und den Wasserverbrauch zu senken.

Unternehmerische Verantwortung geht heute Hand in Hand mit Umweltbewusstsein – Unternehmen, die ihren Fokus auf Nachhaltigkeit richten, schneiden daher bei den Stakeholdern besser ab. Setzen sich
Lebensmittel- und Getränkehersteller für
Initiativen zur Energie- und Wassereinsparung ein, können sie aber nicht nur einen positiven Beitrag zur Nachhaltigkeit leisten, sondern auch Kosten senken. Zugleich sorgen Energieeinsparungen dafür, dass die Vorschriften zum Mindestwirkungsgrad erfüllt werden. Um die Energieeffizienz zu steigern und den Wasserverbrauch zu senken, sind Arbeitseinsatz und klare Entscheidungen der Geschäftsleitung erforderlich.

Steigerung der Energieeffizienz

In einem ersten Schritt geht es darum, die Anwendungen mit dem größten Energieverbrauch zu identifizieren. Dabei wird geprüft, wo und wann die unterschiedlichen Anwendungen Energie verbrauchen und wie groß diese Energiemengen sind. Elektromotoren machen in einer Anlage normalerweise den größten Anteil am Energieverbrauch aus. Werden ineffiziente Motoren durch Ultra-Premium-Motoren ausgetauscht – beispielsweise durch die IE5-Synchronreluktanzmotoren SynRM von ABB – kann der Energieverbrauch deutlich gesenkt werden.

Eine weitere Möglichkeit, die Energieeffizienz von Anlagen zu verbessern, ist die Regelung der Motordrehzahl über Frequenzumrichter. Die meisten Motoren laufen in Fabriken immer noch mit maximaler Motordrehzahl, auch wenn eine geringere Geschwindigkeit ausreichen würde. Auf diese Weise wird viel Energie verschwendet. Drehzahlgeregelte Antriebe ermöglichen
eine bessere Steuerung des Motors und passen die Geschwindigkeit oder Drehzahl an den tatsächlichen Bedarf an. Das bedeutet, dass der Motor nur die Energie verbraucht, die er für den jeweiligen Vorgang auch tatsächlich benötigt. Mit dem Energysave-Rechner von ABB können Unternehmen sogar selbst berechnen, wie viel Energie und Geld sie mit der Installation von drehzahlgeregelten Antrieben sparen können.

Eine andere Methode zur Senkung des Energieverbrauchs besteht darin, die Drosselklappensteuerung der Pumpenregelung durch drehzahlgeregelte Antriebe zu ersetzen. Durch den Einsatz drehzahlgeregelter Antriebe lassen sich Energieeinsparungen in Höhe von 20 bis 60 % erreichen.

Sensor misst Motordaten

Neben der Regelung des Motors können Frequenzumrichter jedoch noch mehr. So erheben sie eine Vielzahl von Daten, die Rückschlüsse auf die Performance des
Motors ermöglichen. Damit kann ein Frequenzumrichter auch als Messgerät für die Antriebs-Performance dienen. Wenn beispielsweise mehr Energie nötig ist, um die gleiche Drehzahl zu erreichen, obwohl sich der Prozess nicht verändert hat, sollten Lager und Dichtungen von Motor und Pumpe geprüft werden.

Mithilfe des ABB Ability Smart Sensors kann das vom Frequenzumrichter erzeugte Bild direkt mit Daten vom Motor unterstützt werden. Dieser kompakte Sensor kann einfach und ohne Verdrahtung herstellerunabhängig an vorhandene Motoren angebracht werden und misst regelmäßig wichtige Betriebs- und Leistungsdaten sowie Motorzustandsparameter wie Temperatur oder Vibration. Über eine integrierte Kommunikationsschnittstelle überträgt er die Daten drahtlos auf ein Smartphone oder Tablet, mit dem Kunden jederzeit den Zustand einzelner Motoren überprüfen können. Sie werden darüber hinaus auch benachrichtigt, wenn eine Anomalie erkannt wurde. Aus der Erhebung und Analyse dieser Daten lassen sich Informationen ableiten, mit denen die Leistung gesteigert und damit wiederum die Effizienz erhöht werden kann.

Optimierung des Wasserverbrauchs

Verbraucher erwarten sichere, hochwertige Lebensmittel, die unter besten hygienischen Bedingungen hergestellt wurden. Reinigung, Desinfizierung und Sterilisierung haben deshalb bei Lebensmittelherstellern oberste Priorität. Das gängigste Mittel, um die erforderlichen Hygienestandards zu erfüllen, ist – insbesondere in der Fleischverarbeitung – die Nassreinigung. Doch dabei werden große Wassermengen verbraucht. Auch beim Schneiden, Würfeln und Zerlegen in Scheiben und Filets wird ein hohes Abwasservolumen erzeugt. Eine weitere Herausforderung von Lebensmittelherstellern besteht darin, die Wassermenge zu reduzieren, die für Prozessanlagen und die Reinigung von Rohrleitungen benötigt wird.

Eine Lösung liegt in einer effizienten Pumpanlage. Hierfür werden Pumpensteuerungen mit einem drehzahlgeregelten Antrieb ausgestattet, um den Wasserverbrauch zu optimieren. Diese Steuerungen bieten mehrere wichtige Software-Funktionen. In Clean-In-Place-Anlagen (CIP) können damit beispielsweise Druck und Durchfluss bei Rohrreinigungs- und Rohrfüllfunktionen geregelt werden. Somit wird die Reinigungszeit verringert, wodurch auch der Wasserverbrauch gesenkt wird. Zudem werden weniger Reinigungsmittel benötigt. Mit einer Anti-Kavitations-Software können darüber hinaus Kavitationen ermittelt und vermieden werden, um im gesamten Werk für einen optimalen Wasserdurchfluss zu sorgen und die Lebensdauer der Pumpe zu verlängern.

Eine weitere Möglichkeit für Wassereinsparungen besteht darin, pflegeleichte Produkte auszuwählen, für deren Reinigung weniger Zeit und Wasser benötigt werden. ABB hat ein komplettes Sortiment an IEC-Edelstahlmotoren und fertig montierten Kugellagereinheiten speziell für raue Washdown-Umgebungen entwickelt. Die Food-Safe-Motoren lassen sich leicht reinigen und eignen sich für den Einsatz bei der Fleisch-, Geflügel-, Fisch- und Milchverarbeitung, wo ein hohes Kontaminationsrisiko besteht. Die glatten Gehäuse bieten keine Angriffspunkte für Schmutz und Bakterien. Selbst die Typenschilder auf den Motoren und Getrieben sind laserbeschriftet, um Rillen und Vertiefungen zu vermeiden, in denen sich Verunreinigungen festsetzen können.

ABB Automation Products GmbH, Ladenburg


Autor: Jost Walter

OEM Sales Manager,

ABB Motion Deutschland

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