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Der Betriebsleiter 11-12/2018

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Energiebewusste Branche

Energiebewusste Branche Was die Brauindustrie von der Drucklufttechnik erwartet In Brauereien stellt die Drucklufterzeugung einen wirksamen Ansatzpunkt zur Steigerung der Energieeffizienz dar. Zugleich sind die Druckluftqualität und die Versorgungssicherheit zentrale Faktoren bei der Auswahl von Kompressoren. Und: Die Brauer sind bemerkenswert offen für neue Technologien. Im Fokus Effizienz Nachhaltigkeit Sicherheit Dass die Digitalisierung in der Industrie ganz erhebliche Veränderungen bewirkt und noch bewirken wird, steht außer Frage. Aber längst nicht alle Veränderungen resultieren aus der Digitalisierung der Produktionsprozesse. Die Brauereiindustrie zum Beispiel sieht sich mit geändertem Konsumentenverhalten konfrontiert, und das hat Auswirkungen auf den Maschinenpark. Der Trend geht zu flexibleren Produktionsanlagen: Marc Mönnichs, Geschäftsführer der Hermann Mönnichs Druckluft GmbH in Düsseldorf, beobachtet dies seit Jahren: „Der Bierkonsum pro Kopf nimmt ab. Die Brauereien reagieren darauf, indem sie Soft- und Mixgetränke auf den Markt bringen und damit vielfach sehr erfolgreich sind. Zugleich erweitern sie ihr Angebot durch neue Biersorten, die teilweise bewusst nur in kleinen Mengen oder zu bemal es hier neue Technologien zur Bereitstellung ölfreier Druckluft gibt. Die Brauer (und alle anderen Anwender, die Druckluft in hoher Qualität benötigen) haben die Wahl zwischen ölfreien Schrauben- und Kolbenkompressoren. In der Vergangenheit entschieden sich viele Betriebe für zweistufige Kolbenkompressoren, weil diverse Schritte im Brauprozess ein Druck(luft)niveau von mehr als 6 bar erfordern und Kolbenkompressoren wie die R- Serie von CompAir hier energetische Vorteile gegenüber ölfreien Schraubenverdichtern bieten. Gründe dafür sind das niedrige Drehzahlniveau von rund 1 000 min -1 , die 100 %ige Abdichtung des Kompressionsraums über die Kolbenringe und der durchgängig hohe Wirkungsgrad. Vorteilhaft ist auch der Betrieb der Kompressoren in zwei Leistungsstufen: Bei Volllast verdichten die Kolben nach oben und unten, bei Halblast Drucklufterzeugung ist in Brauereien oftmals der zweitgrößte Energieverbraucher nach der Kälteversorgung stimmten Anlässen gebraut werden.“ In der Folge müssen die Anlagen und besonders die Abfüllanlagen deutlich flexibler sein. Was die Druckluftversorgung betrifft, sind die Grundanforderungen unverändert: Nach wie vor sind Qualität, Kosten und Verfügbarkeit die drei Hauptkriterien für die Auswahl von Kompressoren in Brauereien. Der Faktor Qualität führt dazu, dass bei Neuinvestitionen durchgängig ölfrei verdichtende Kompressoren zum Einsatz kommen. Nur so wird die Voraussetzung für hohe Produktionssicherheit und für die Reinheit des Endproduktes geschaffen, wobei die Anwender in Kauf nehmen, dass die Erzeugung ölfreier Druckluft teurer ist, weil die thermischen und tribologischen Effekte des Öls entfallen. Nahezu alle Brauereien, die von CompAir und seinen Fachhandelspartner wie z. B. der Firma Mönnichs in den letzten Jahren mit neuen Druckluftanlagen ausgerüstet wurden, erfassen den Druckluftverbrauch und die druckluftbezogenen Energiekosten und nutzen diese Daten zur kontinuierlichen Verbesserung der Energieeffizienz. Häufig sind diese Maßnahmen Teil des betrieblichen Energiemanagements. Einige Brauereien haben darüber hinaus Zielwerte für die Reduzierung des Energieverbrauchs und/oder des CO 2 -Ausstoßes veröffentlicht, andere beziehen „grünen“ Strom von ihrem Energieversorger. Bewusstsein für nachhaltige Produktion Das Bewusstsein für nachhaltige Produktion setzt sich somit durch. Das hat auch Auswirkungen auf die Drucklufterzeugung, zu- nur nach oben – und erreichen auch dann einen sehr hohen Wirkungsgrad. Zielwerte für die Energie ­ einsparung vorgeben Ein Beispiel: Die Brauerei Herrnbräu in Ingolstadt hat im Jahr 2015 eine Hochschule mit einem umfassenden Energiekonzept beauftragt und sich zum Ziel gesetzt, mittelfristig ihren druckluftbezogenen Energieverbrauch um 50 % zu senken. Dieses Ziel wurde noch nicht erreicht, aber nach den ersten Schritten, zu denen u. a. eine umfassende Leckagebeseitigung im Druckluftnetz gehörte, ist man auf gutem Weg dorthin. Da der Bierausstoß stetig wächst, hat die Brauerei kürzlich einen weiteren energieeffizien- 26 Der Betriebsleiter 11-12/2018

DRUCKLUFTTECHNIK I SPECIAL 01 Die Ultima-Kompressoren von CompAir mit getriebelosen Highspeed-Permanentmagnetmotoren arbeiten so leise, dass sie direkt am Verbrauchsort aufgestellt werden können ten CompAir-Kompressor vom Typ DH 37 HRS in Betrieb genommen. Betriebsleiter Josef Pfaller: „Wir haben uns für eine dritte Maschine dieses Typs entschieden, weil wir mit deren Technik – nicht nur aus Gründen der Energieeffizienz – sehr zufrieden sind.“ Mit der DH-Baureihe hat CompAir ein Verdichtungsprinzip in der Drucklufttechnik etabliert, bei dem eine Schraube aus Bronzelegierung, die mit einem Paar Schieberrotoren aus kohlefaserverstärktem Kunststoff kombiniert ist, die Verdichtung übernimmt. Dieses Prinzip hat den Vorteil, dass im Kompressionsraum keine metallischen Berührungen entstehen. Deshalb benötigt der Kompressor kein Öl als Schmierund Dichtmedium – mit der Folge, dass die Druckluft zu 100 % ölfrei erzeugt wird. Als Kühlmedium wird Wasser genutzt. Die Verdichtungstemperaturen sind daher mit maximal 60 °C sehr niedrig, was zu einer nahezu isothermen Kompression, entsprechend geringem Energieverbrauch und außergewöhnlich hohem Wirkungsgrad führt. Außerdem arbeiten die Maschinen getriebelos: Motor und Verdichterblock sind direkt gekoppelt, die gewünschte Drehzahl wird über ein elektronisches Getriebe erzeugt. Damit steht den Druckluft-Anwendern eine Alternative zu ölfreien Kolben- und Schraubenverdichtern im kleinen bis mittleren Leistungsbereich zur Verfügung, die von zahlreichen Brauereien und lebensmittelverarbeitenden Betrieben bereits genutzt wird – entweder als Stand-alone-Anlage oder als Spitzenlastkompressor in Kombination z. B. mit einem großen ölfreien Kolbenkompressor als Grundlastmaschine. Die König-Ludwig-Schlossbrauerei in Fürstenfeldbruck beispielsweise hat seit etwa einem Jahr zwei CompAir PureAir DH- Energiesparen wird gefördert Unternehmen, die in innovative – und das heißt heute immer: effiziente und energiesparende – Drucklufterzeugung investieren, können bei der Amortisationsrechnung einen beschleunigenden Faktor einrechnen. Druckluftexperte Marc Mönnichs: „Die Anschaffung von energiesparenden Kompressoren wird vom Staat, genauer gesagt von der BAFA gefördert. Das erfordert zwar einigen Papierkram, funktioniert aber zuverlässig und trägt dazu bei, dass sich die Anschaffung nochmals schneller rechnet.“ Kompressoren mit je 110 kW Motorleistung im Einsatz. Diese Brauerei sieht sich dem nachhaltigen Wirtschaften verpflichtet. Betriebsleiter Andreas Weiss: „Wir nutzen ein Tool von CompAir für die Verbrauchserfassung und werten die Daten kontinuierlich aus. Die PureAir-Anlagen überzeugen durch ihren hohen Wirkungsgrad.“ Die Augustiner Bräu-Wagner KG in München erzeugt entsprechend ihrem hohen Produktionsvolumen die nötige Druckluft mit vier Kolbenkompressoren der R-Serie und einem weiteren Verdichter. Peter Ott, Leiter Instandhaltung: „Vor gut einem Jahr haben wir einen drehzahlgeregelten Comp- Air PureAir-Kompressor vom Typ DH 110 H RS angeschafft, der die jeweiligen Spitzenlasten abdeckt.“ Augustiner Bräu hat ebenfalls die Energiemanagement-Software von Gardner Denver im Einsatz und nutzt sie zur kontinuierlichen energetischen Optimierung von Druckluftstation und -netz. Höhere Energieeffizienz, geringerer Platzbedarf 02 Nach wie vor sind Qualität, Kosten und Verfügbarkeit die drei Hauptkriterien für die Auswahl von Kompressoren in Brauereien Darüber hinaus bietet CompAir mit der in Simmern entwickelten „Ultima“-Serie eine weitere hoch innovative Baureihe zur Erzeugung ölfreier Druckluft. Im Vergleich zu anderen marktüblichen Schraubenkompressoren bietet Ultima eine um bis zu 13 % höhere Energieeffizienz bei bis zu 37 % geringeren Abmessungen. Herkömmliche zweistufige ölfreie Kompressoren sind auf Getriebe angewiesen, wodurch sie nicht nur mehr Energie verbrauchen, sondern auch große Ölmengen zur Schmierung benötigen. Der Ultima- Kompressor hingegen wird direkt – ohne mechanische Getriebe – von zwei hoch effizienten Permanentmagnetmotoren angetrieben. Diese beiden drehzahlgeregelten Motoren erreichen Drehzahlen von bis zu 22 000 min -1 und höhere Wirkungsgrade als IE4-Motoren. Während konventionelle Schraubenkompressoren Öl zum Schmieren und Kühlen der Motoren und Verdichterstufen verwenden, nutzt Ultima zum Kühlen dieser Komponenten einen geschlossenen Kühlwasserkreislauf. Das ermöglicht eine bessere Wärmeübertragung und höhere Kühlungseffizienz. Ultima wird standardmäßig mit Motorleistungen von 75 bis 160 kW angeboten, wobei jede Einheit innerhalb dieses Kilowattbereiches voll aufrüstbar ist. Das bedeutet, wenn der Druckluftbedarf eines Standortes zukünftig steigt, kann der Kunde auf Grundlage der erhöhten Kapazität die Leistung von Ultima aufstocken. Diese Flexibilität ermöglicht es, auf den Kauf eines weiteren Kompressors verzichten zu können. Mit dem niedrigsten Schalldruckpegel ihrer Klasse (69 dB(A)) bei gleichzeitig kleinster Stellfläche können diese Kompressoren einfach am Verbrauchsort der Druckluft, statt in einem separaten Kompressorraum installiert werden. Die hoch effiziente Kühlung schafft auch die Voraussetzung dafür, dass Kompressoren dicht nebeneinander aufgestellt werden können – das verringert ebenfalls den Platzbedarf. Fazit Es gibt verschiedene Optionen für Brauereien und auch für andere Branchen, die ölfreie Druckluft benötigen. Diese Optionen werden in der Praxis genutzt und gewährleisten bereits in zahlreichen Anwendungen ein hohes Maß an Produktionssicherheit bei sehr hoher Energieeffizienz. Damit ist bewiesen: Das Bierbrauen mag ein altes Verfahren sein, die Brauer aber sind neuen Technologien sehr aufgeschlossen. www.compair.de Anzeige Transportdreirad Zyklon flexibel einsetzbar PF 3326 - 33263 Gütersloh Tel: 05241/98680 - info@wulfhorst.de Der Betriebsleiter 11-12/2018 27 Wulfhorst.indd 1 01.08.2017 13:25:53

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