Den optimalen Wirkungsgrad des Gesamtsystems Pumpe erreichen

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Die Carl Kühne KG gehört mit zu den ältesten Familienunternehmen der deutschen Lebensmittelindustrie. Damals wie heute prägt Essig das Geschäft des Sauerkonservenherstellers mit einem Umsatz von rund 300 Mio. Euro. Essig entsteht in einem natürlichen Gärungsvorgang aus Alkoholen wie Traubenwein oder Branntwein, aus zuckerhaltigen Flüssigkeiten wie Traubensaft oder aus Malz.

Dena fördert Energieeffizienz-Beratung

Dabei rieselt die Flüssigkeit beim schützenbachschen Schnell-Essig-Fabrikationsverfahren in Bottichen über Buchenrollspäne, auf denen Essigsäurebakterien siedeln. Sie wandeln den Alkohol mit Sauerstoff aus der Luft in Essigsäure um – ein exothermer Prozess. Die überschüssige Prozesswärme wird über große Mengen Kühlwasser abgeführt.

Um das für den Transport des Kühlwassers zuständige Pumpensystem möglichst energieeffizient zu betreiben, hat Kühne im Rahmen der Kampagne „Energieeffiziente Systeme in Industrie und Gewerbe“ von der Deutschen Energie-Agentur (Dena) eine umfassende Energieberatung erhalten.

Ist-Zustand der Pumpensysteme gemessen und analysiert

Die Vor-Ort-Beratung übernahm die Firma Pump Consult aus Düsseldorf. Zielsetzung war es, zusammen mit den Technikern von Kühne Verbrauchs- und Kostenoptimierungspotenziale bei den Pumpen im Kühlwasserkreislauf aufzudecken. Dafür wurde im Sommer 2007 zunächst eine detaillierte Messung und Analyse des Ist-Zustands des Pumpensystems durchgeführt.

Ergebnis: In den Monaten mit sehr hoher Produktion lag der monatliche Stromverbrauch für den Betrieb der Pumpen in der Senf- und Konservenherstellung bei circa 600000 kWh. Davon entfielen allein knapp 260000 kWh auf die Pumpen zur Kühlturmbeschickung.

Die Ausgangssituation und der anschließende Umbau für mehr Energieeffizienz

Der Kühlwasserkreislauf stellte sich im Juli 2007 wie folgt dar: Warmes Rücklaufwasser aus der Produktion wurde in einem Tank gesammelt, der mit vier Spiralgehäuse-Kreiselpumpen der Größe 80-160 bestückt war (80: Druckstutzen-Nenndurchmesser in mm; 160: Laufrad-Nenndurchmesser in mm). Die Kreiselpumpen waren teilweise schon seit 1976 im Einsatz (Bild 2).

Jedem der vier Kühltürme waren eine Pumpe, ein separater Rohrstrang und ein Drosselventil der Nennweite 100 mm zugeordnet. Obwohl die Kühlturmleistung bei allen vier Aggregaten identisch ist, waren Pumpen mit unterschiedlichen Laufraddurchmessern im Einsatz. Entsprechend wurden zwei Pumpen mit 15-kW-Motoren und zwei Pumpen mit 11-kW-Motoren angetrieben. Die Drehzahl aller Antriebe betrug 2900 min-1.

Die in Tabelle 1 (siehe Bildergalerie) aufgeführten Messwerte wurden aufgenommen und die Stromaufnahme am Zähler abgelesen. Bei der Datenaufnahme wurde ein Ultraschall-Durchflussmessgerät zur Messung des Förderstroms eingesetzt und per Zangenamperemeter die Stromaufnahme ermittelt. Der Pegel im Warmwassertank lag im Durchschnitt 1,5 m über der Pumpenachse. Die Pumpen haben somit den notwendigen Zulauf.

Der Anlagenaufbau blieb grundsätzlich wie beschrieben. Im Zusammenhang mit der Modernisierung der Kühlwasseranlage im Frühjahr 2009 (Erneuerung des Warmwasser-Rücklauf- und Kaltwassertanks; Austausch eines Kühlturms) wurden die Pumpen der Kühlturmleistung angepasst und ersetzt.

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