Mineralwasser-Produktion Schraubenkompressoren liefern ölfreie Druckluft

Autor / Redakteur: Florian Brähler / Rebecca Vogt

Die Lebensmittelbranche muss sicherstellen, dass ihre Produkte nicht durch ölhaltige Druckluft verunreinigt werden. Ein Mineralwasserhersteller aus Nordrhein-Westfalen setzt hierbei auf ölfreie, wassereingespritzte Schraubenkompressoren mit Wasserkühlung.

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In der Mineralwasserproduktion sowie in der gesamten Lebensmittelindustrie hat die Einhaltung der geforderten Lebensmittelsicherheit höchste Priorität. Dabei kommt es auch auf die Reinheit der Druckluft an.
In der Mineralwasserproduktion sowie in der gesamten Lebensmittelindustrie hat die Einhaltung der geforderten Lebensmittelsicherheit höchste Priorität. Dabei kommt es auch auf die Reinheit der Druckluft an.
(Bild: Almig Kompressoren)

Diejenigen, welche Lust haben, den Meinberger Gesundbrunnen zu gebrauchen, können sich zu Ausgang dieses Monats desselben bedienen, indem zu der Zeit die Bauanstalten desselbigen völlig zu Ende gebracht sein werden“ – von diesem Ereignis, das zugleich den Startschuss für den Kurbetrieb in Meinberg markierte, berichteten am 13. Juni 1767 die Lippischen Intelligenzblätter. Das Mineralwasser aus den tiefen Quellen des Eggegebirges im Teutoburger Wald erfreute sich bei der Bevölkerung schnell großer Beliebtheit. Dementsprechend wuchs der Wunsch, das Wasser nicht nur vor Ort zum Baden und Trinken zu verwenden. Ab 1770 fing man schließlich damit an, es offiziell in Flaschen abzufüllen. So war das Mineralwasser erstmals auch für Menschen außerhalb des Quellgebiets verfügbar.

Das ist lange her. „Heute sorgen wir dafür, dass jeder, der unser Mineralwasser möchte, es auch bekommt“, sagt Volker Schlingmann, Sprecher der Geschäftsführung sowie Geschäftsführer Herstellung und Vertrieb bei Staatlich Bad Meinberger Mineralbrunnen. „2017 haben wir knapp 120 Mio. Flaschen abgefüllt, für dieses Jahr planen wir 135 Mio. – damit gehören wir nicht zu den ganz Großen in dieser Branche, aber auch nicht zu den Kleinen“, sagt Schlingmann. Aktuell beschäftigt das mittelständische Unternehmen aus Nordrhein-Westfalen rund 100 Mitarbeiter. Bad Meinberger bietet neben Mineralwasser zum Beispiel auch Erfrischungsgetränke auf Mineralwasserbasis oder isotonische und vitaminhaltige Getränke an. Insgesamt befinden sich etwa 70 Artikel im Sortiment des Herstellers. Abgefüllt werden die Getränke in Mehrweg-Glas- und -PET-Gebinden. „Darüber hinaus sind wir als Lohnabfüller tätig“, berichtet Schlingmann. „Wir produzieren unter anderem Bitterlimonaden für Thomas Henry aus Berlin.“

Druckluft kommt an vielen Stellen im Produktionsprozess zum Einsatz

Das Unternehmen ist nach dem International Food Standard (IFS) zertifiziert. „Damit garantieren wir mit unseren Prozessen die geforderte Lebensmittelsicherheit“, sagt Schlingmann. „In den vergangenen Jahren konnten wir stets einen hohen Level erreichen. Von möglichen 100 % liegen wir aktuell bei 99,7 %.“ Eine große Rolle spielt in diesem Bereich die Druckluft, da sie mit dem Produkt in Berührung kommen kann. „Druckluft dient uns als Antriebsenergie sowie als Steuerungsluft für Ventile und Zylinder“, beschreibt Karsten Kichelmann, zuständig für Instandhaltung und Arbeitssicherheit bei Bad Meinberger. „Das Medium ist bei uns eigentlich überall im Einsatz.“ Kichelmann verweist auf eine Anlage, die PET-Flaschen etikettiert. In der Maschine treibt Druckluft etwa 30 Pneumatik-Zylinder an. Diese werden permanent damit beaufschlagt. „Wir haben im ganzen Betrieb zahlreiche pneumatische Komponenten – beispielsweise auch in unserem Palettierroboter. Außerdem nutzen wir die Druckluft als Stopper an den Förderanlagen“, erzählt Kichelmann.

Lange setzte das Unternehmen bei der Erzeugung von Druckluft auf ölgeschmierte Kompressoren. Zum Einsatz kamen ein großer und zwei kleinere Verdichter. Damit die Druckluft der damals höchsten Qualitätsstufe entsprach, musste sie im Vorfeld unter anderem mit mehreren Submikro- und Aktivkohlefiltern aufwendig gereinigt werden. Dies führte zu einem erhöhten Druckverlust sowie gestiegenen Kosten für Energie und den permanenten (präventiven) Austausch der Filterelemente. „Stand eine Wartung an dem großen Kompressor an oder fiel eine Anlage aus, konnten wir außerdem nicht immer eine ausreichende Versorgung mit Druckluft sicherstellen“, berichtet Kichelmann. Zudem hatten die Kompressoren inzwischen ihre Leistungsgrenze erreicht. „Unsere Planung sah und sieht jedoch weiteres Wachstum vor. Dafür benötigen wir die passende Ausrüstung“, so Kichelmann. Anstatt die Kompressoren nach und nach auszutauschen, entschieden sich die Verantwortlichen dafür, einen Wechsel des kompletten Systems vorzunehmen.

Kreislaufwasser wäscht Fremdbestandteile aus

Bad Meinberger entschied sich dabei dafür, weiter mit dem langjährigen Lieferanten und Partner des Unternehmens, Almig Kompressoren, zusammenzuarbeiten. Dieser empfahl dem Getränkehersteller öl­freie, wassereingespritzte Schraubenkompressoren der Baureihe Lento. Vor allem das Prinzip der gewaschenen Druckluft, das bei der Baureihe zum Einsatz kommt, hat die Verantwortlichen von den Schraubenkompressoren überzeugt: Da die in der Ansaugluft enthaltenen Fremdbestandteile durch das Kreislaufwasser wirksam ausgewaschen werden, ist die Druckluft letztendlich sauberer als die zur Verdichtung angesaugte Frischluft. In mehreren Testreihen wurde die Funktionalität dieses Prinzips von unabhängigen Instituten bestätigt. Die Lento-Kompressoren gibt es in 15 Baugrößen von 15 bis 110 kW Leistung. Bad Meinberger entschied sich für drei Anlagen vom Typ Lento 56 mit einem Volumenstrom von 9,97 m³/min.

In jede der Anlagen ist ein Kältetrockner integriert, welcher ein wesentlicher Bestandteil der Wasseraufbereitung ist und primär als Frischwasserproduzent dient: Das angefallene Kondensat wird am Kondensatableiter des Kältetrockners gesammelt und als Frischwasser in den internen Wasser- und Kühlkreislauf zurückgeführt. Bei der Inbetriebnahme befüllt man den Kompressor mit normalem Leitungswasser. Danach erzeugt er sein Frischwasser kontinuierlich selbst. Im Schnitt wird einmal pro Schicht auf diese Weise die komplette Wassermenge getauscht. Die Anlage arbeitet somit immer mit frischem Wasser. Eine aufwendig zu installierende Wasseraufbereitung entfällt. Zudem ist das Frischwasser dadurch kalkfrei. Viren, Bakterien oder Algen können sich nicht ansammeln. Das überschüssige Wasser indes benötigt keine zusätzliche Aufbereitung, um in die Kanalisation eingeleitet werden zu dürfen.

Geringere Wartungskosten, verbesserte Wirtschaftlichkeit

Die drei Anlagen sind seit knapp vier Jahren bei Bad Meinberger im Einsatz. Im Vergleich zu alternativen Techniken wie trocken laufenden Schraubenkompressoren weisen sie deutlich geringere Wartungskosten auf, was in erster Linie durch ihren einfachen Aufbau bedingt ist. Die Verdichterstufen arbeiten bei wassereingespritzten Maschinen mit einem Viertel bis Fünftel der Drehzahl im Vergleich zu ölfreien, trocken verdichtenden Kompressoren. Dies wirkt sich positiv auf die Lebensdauer der Lager und somit auf die Betriebssicherheit aus. Wasser besitzt außerdem im Vergleich zu Öl eine bessere Wärmeaufnahmekapazität. Die Kompressoren weisen niedrige Verdichtungsendtemperaturen von unter 60 °C auf. Der Verdichtungsprozess ist nahe an der isothermen Verdichtung, was den Wirkungsgrad und die Wirtschaftlichkeit verbessert.

Je nach Saison arbeitet der Getränkehersteller im Zwei- oder Dreischichtbetrieb mit ständig wechselndem Druckluftbedarf. Durch die in allen drei Kompressoren integrierte Drehzahlregelung und die verbrauchsabhängige Steuerung Air-Control-He kann der Anwender Energie und Kosten einsparen. Der Betriebsdruck bleibt nahezu konstant und lässt sich auf das niedrigstmögliche Druckniveau herabsetzen. ± 1 bar entspricht dabei ± 7 % Energiekosten. Die jährlichen Betriebsstunden werden nahezu gleichmäßig auf alle drei Kompressoren verteilt, obwohl in der Regel immer nur zwei Kompressoren benötigt werden. So kann Bad Meinberger nicht nur die Lebensdauer der einzelnen Kompressoren verlängern, sondern auch vorgeschriebene Wartungsintervalle gleichzeitig durchführen – ohne Unterbrechung der Produktion und Versorgungsengpässe bei der Druckluft. Außerdem ist noch genügend Redundanz vorhanden und ein weiteres Wachstum der Mineralwasser-Produktion zunächst abgedeckt.

Die He-Steuerungen von Almig sind mit einem Bilanzierungs-Monitoring-System ausgestattet. Über einen Webserver ist es möglich, alle relevanten Daten via Internet auszulesen. Service-Techniker können so das Laufverhalten der jüngsten Betriebstage oder der vergangenen Betriebswochen ablesen und daraus erkennen, wie stark der Kompressor ausgelastet ist, wann eine Wartung ansteht und ob noch Reserven vorhanden sind.

Almig lieferte die Anlagen. Um die Installation kümmerte sich ein Partnerbetrieb. „Wir haben das Ganze an einem Samstag über die Bühne gebracht“, erinnert sich Schlingmann. „Parallel zu den Montagearbeiten haben wir zwei der alten Anlagen im Notbetrieb laufen lassen.“ Der Getränkehersteller zieht ein positives Fazit. „Das Projekt war zwar aufwendig, wir hatten jedoch eine gute Vorplanung und mit Almig einen zuverlässigen Partner. Wir müssen uns weder bei Wartungsmaßnahmen noch bei unseren Zukunftsplänen große Gedanken um die Druckluft machen“, sagt Schlingmann. „Im nächsten Schritt kümmern wir uns um die Beseitigung von Leckagen in unseren Druckluftnetzen. Das ist der einzige Punkt, an dem wir im Bereich Druckluft noch sparen können.“

* Florian Brähler ist Product Manager bei Almig Kompressoren in 73257 Köngen, Tel. (0 70 24) 96 14-0, florian.braehler@almig.de

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