„Absolut“ ölfreie Druckluft bei Prolupin

Wenn Druckluft mit öleingespritzten Schrauben- oder Kolbenkompressoren erzeugt wird, verläßt sie die Anlagen mit einem Restölgehalt von ca. 2 bis 4 mg/m³. Wenn sie dann mit hohen Kosten zu „technisch“ ölfreier Druckluft gemäß ISO 8573-1, Klasse 1, aufbereitet wird, ist immer noch ein Restölgehalt von maximal 0,01 mg/m³ erlaubt – zu viel für anspruchsvolle Anwendungen, wie beispielsweise in der Lebensmittelindustrie. Hier liefern so genannte trockenlaufende Schrauben- oder Kolbenkompressoren durch ihre ölfrei arbeitenden Verdichtungsräume sofort „absolut“ ölfreie Druckluft – jedoch nur zum Preis hoher Ersatzteil- und Wartungskosten.

Den optimalen Weg zu sofort „absolut“ ölfreier Druckluft bieten wassereingespritzte Schraubenkompressore mit höchster Wirtschaftlichkeit und Sicherheit und mit den langen Standzeiten öleingespritzter Systeme. Diese „absolut“ ölfreie Druckluft entspricht sofort ISO 8573-1, Klasse 0, weil hier Wasser statt Öl die drei Aufgaben „Schmieren, Abdichten und Kühlen“ übernimmt. In vielen Unternehmen in der Lebensmittelindustrie ist heute „absolut“ ölfreie Druckluft unverzichtbar. Zu diesen anspruchsvollen Unternehmen zählt Prolupin im mecklenburgischen Grimmen bei Stralsund. Sauberkeit in der Produktion ist hier oberstes Gebot. Schließlich handelt es sich bei Prolupin um einen Vorlieferanten für viele Lebensmittelhersteller. Das Unternehmen produziert rein pflanzliche Lebensmittel-Zutaten aus dem Samen der Blauen Süßlupine, die in Mecklenburg-Vorpommern und Nordbrandenburg genfrei produziert wird. Mit Partnern aus der Lebensmittel-, Feinkost- und Gesundheitsindustrie entwickelt Prolupin eine große Vielfalt unterschiedlicher Produkte und Rezepturen. Deshalb setzt das Unternehmen auch bei der Druckluft- Erzeugung auf höchstmögliche Sauberkeit. Ölbestandteile in der Druckluft würden sofort die eigenen Produkte kontaminieren und anschließend zwangsläufig auch zu Verunreinigungen der Nachfolgeprodukte führen. „Absolut“ ölfreie Druckluft gemäß ISO 8573-1, Klasse 0, ist deshalb für Prolupin ein absolutes „Muss“. Für die Erzeugung ölfreier Druckluft bieten sich zunächst mehrere Möglichkeiten an, allerdings teilweise mit sehr unterschiedlichen und sehr negativen „Nebenwirkungen“:

1) Öleingespritzte Schrauben- oder Kolbenkompressoren:

Ohne nachfolgende Druckluft-Aufbereitung enthält die Druckluft öleingespritzter Schrauben- und Kolbenkompressoren einen Restölanteil von 2 bis 4 mg/m³. Durch zusätzliche Aufbereitungseinrichtungen erhöht sich jedoch die Zahl der möglichen Fehlerquellen. Außerdem entstehen durch erhöhten Wartungsaufwand zusätzliche Kosten und unerwünschte Umweltbelastungen durch mit Öl kontaminierte Aufbereitungsmaterialien. Das Verfahren bietet auch keine absolute Sicherheit, weil mangelnde Wartung und unvorhersehbare Öldurchbrüche zu erheblichen, unter Umständen sogar katastrophalen Folgen mit sehr hohen Folgekosten führen können.

2) Trockenlaufende Schrauben- oder Kolbenkompressoren:

Trockenlaufende, meist zweistufig arbeitende Schraubenkompressoren erzeugen sofort „absolut“ ölfreie Druckluft. Sie arbeiten jedoch mit sehr hohen Verdichter-Drehzahlen zwischen 15.000 und 20.000 min^-1, was die Standzeiten der Verdichter- Stufen erheblich verkürzt und demzufolge zu hohen Ersatzteil- und Wartungskosten führt. Trockenlaufende Kolbenkompressoren sind außerdem ebenfalls sehr wartungs- und kostenintensiv durch geringe Standzeiten der Ventile und Kolbenringe.

3) Wassereingespritzte Schraubenkompressoren:

Als kompromisslose Alternative liefert Almig seit Jahren mit großem Erfolg wassereingespritzte Schraubenkompressoren der Lento-Baureihe. Diese Anlagen liefern sofort „absolut“ ölfreie Druckluft gemäß ISO 8573-1, Klasse 0. Dank der niedrigen Drehzahlen der Verdichterstufen von nur 3.000 bis 4.000 min^-1 zeichnen sie sich durch eine sehr lange Lebensdauer (vergleichbar mit dem Lebenszyklus öleingespritzter Anlagen) und durch geringe Wartungskosten aus.

Direkter Druckluft-Kontakt mit den Produkten

„Weil wir bei der Erzeugung der von uns unbedingt benötigten ‚absolut‘ ölfreien Druckluft keine Risiken eingehen dürfen, haben wir uns sofort für einen wassereingespritzten Schraubenkompressor aus der Lento-Baureihe von Almig entschieden“, erklärte Marc Zillmann, Leiter Produktion und Produktentwicklung bei Prolupin. „Mit unseren auf rein pflanzlicher Basis aus Lupinensamen hergestellten Erzeugnissen ersetzen wir zur Verbesserung der Emulgierfähigkeit und der Gelbindung in einer Vielzahl von Lebensmitteln das Importprodukt Soja durch ein Erzeugnis unserer heimischen Landwirtschaft. Eine Verunreinigung unserer Produkte durch Restölbestandteile in der Druckluft würde deshalb zwangsläufig zu einer erheblichen negativen Kettenreaktion in der Weiterverarbeitung unserer Produkte bei unseren Abnehmern führen.“ Die von den Vertragsbauern geernteten Lupinensamen werden zunächst geschält, flockiert und entölt. Die Haferflocken ähnelnden Lupinenflakes bilden dann den Rohstoff für die gesamte Produktpalette von Prolupin. Aus ihnen wird in mehreren Verarbeitungsstufen am Standort Grimmen das wertvolle Lupinenprotein-Isolat gewonnen, das dann u. a. an die Hersteller von Backwaren, von fettreduzierten oder sogar von fleischfreien Wurstwaren, von Feinkostprodukten und Diätnahrung geliefert wird. Diese Abnehmer setzen das Lupinenprotein-Isolat bei der Herstellung veganer und laktosefreier Produkte ein, damit sich Menschen fleischreduziert oder auch fleischfrei oder als Allergiker auch ei- und/oder milchfrei ernähren können. Besonders stolz ist man bei Prolupin auf das mit Lupinenprotein-Isolat hergestellte Speiseeis „Lupinesse“, das völlig frei von Laktose, Gluten, Cholesterin, tierischen Eiweißen und Fetten ist und wie Milchspeiseeis schmeckt.

Prolupin benötigt Druckluft in drei Bereichen:

- zur Steuerung von Ventilen an den Produktionsanlagen,

- zur Schmierung von Dekantern und Sedikantern, wo der benötigte Schmierstoff mit Hilfe von Druckluft über ein Leitungssystem fein dosiert an den Schmierstellen eingetragen wird,

- als Förderluft, um den Austrag des schwergängigen Feststoffes Protein aus dem Sedikanter, einer zur Trennung von Wasser und Feststoff schnell rotierenden Trommel, in ein Leitungssystem zu unterstützen.

„Absolut“ ölfreie Förderluft

Die Förderluft muss „absolut“ ölfrei sein, weil sie direkt mit dem Protein in Berührung kommt. Diese Druckluft erzeugt Prolupin im neuen Werk in Grimmen mit einem sofort „absolut“ ölfrei verdichtenden Lento-Schraubenkompressor. Weil die für die Verdichtung aus der Atmosphäre angesaugte Luft bereits Ölpartikel z.B. von Fahrzeugen auf dem Werksgelände oder auf der vorbeiführenden Straße enthalten kann, wird die erzeugte „absolut“ ölfreie Druckluft zusätzlich mit einem Partikelfilter aufbereitet. Der Produktion am Standort Grimmen vorausgegangen war eine Pilotanlage in Neubrandenburg, wo allerdings alle Anlagensteuerungen manuell durchgeführt wurden. Auch für den Austrag des Proteins aus dem deutlich kleineren Sedikanter war keine Druckluft erforderlich. „Wir wussten aber bereits in Neubrandenburg, dass wir für eine vollautomatisierte industrielle Fertigung einen Kompressor einsetzen müssen. Bereits in der Versuchsphase in Neubrandenburg hatten wir ab 2011 Kontakt zu Almig, aber auch zu anderen Herstellern. Letztlich haben uns aber des technische Konzept der wassereingespritzten, sofort ‚absolut‘ ölfrei verdichtenden Almig-Schraubenkompressoren aus der Lento-Baureihe und die kompetente Beratung durch den Almig-Fachhändler Roger Schulz in Rostock überzeugt, so dass wir in unserem Werk in Grimmen im Sommer 2013 einen Kompressor dieser Baureihe installiert haben“, sagt Marc Zillmann.

Das gewählte Modell Lento 22 ist für einen Höchstdruck von 10 bar und eine Leistungsbandbreite von 0,96 bis 3,13 m³/min ausgelegt (bezogen auf Betriebsüberdruck 8 bar bei 50 Hz; Motornennleistung 22 kW). Die Anlage arbeitet bei Prolupin mit einem konstanten Höchstdruck von 9 bar und liefert die Druckluft über den bereits erwähnten Partikelfilter und einen zwischengeschalteten Speicherbehälter in das Betriebsnetz. Der luftgekühlte Kompressor steht in einem durch eine Tür vom Produktionsraum abgetrennten Nebenraum. Die für die Verdichtung benötigte Luft wird dem Raum entnommen, die warme Abluft über einen zeitgesteuerten Lüfter ausgetragen.

Überzeugende Technik

Almig liefert die drehzahlgeregelten wassereingespritzten Schraubenkompressoren der Lento-Baureihe für Liefermengen von 0,96 bis 12,26 m³ / min (bezogen auf Betriebsüberdruck 8 bar bei 50 Hz), stufenlos einstellbare Drücke von 5 bis 10 bar und Antriebsleistungen von 15 bis 85 kW. Die hochpräzise gefertigten Verdichterstufen wurden nach neuesten Forschungsergebnissen entwickelt und erreichen eine vergleichbare Lebensdauer wie öleingespritzte Verdichterstufen. Die Gehäuse bestehen aus einer korrosionsfesten Bronzelegierung. Almig lagert die Rotoren aus einem hochfesten Kunststoffcompound für maximale Betriebssicherheit in fettgeschmierten Zylinderrollen- und Schrägkugellagern und experimentiert nicht mit wassergeschmierten Gleitlagern. Mechanische Dichtungen und zusätzliche atmosphärische Zwischenräume zwischen Verdichtungsraum und Lagern garantieren eine einwandfreie Abdichtung. Die Anlagen arbeiten mit einem geschlossenen Kühlwasserkreislauf und integrierter Aufbereitung. Druckluft und Wasser werden in einem Zyklon-Vorabscheider aus Edelstahl weitgehend getrennt. Die zu 100 % gesättigte Druckluft wird dann im integrierten Kältetrockner wirksam zurückgekühlt. Hier ausfallendes Kondensat wird als Frischwasser in den internen Wasserkreislauf zurückgeführt. Dieses Konzept bietet gravierende Vorteile:

- Die kontinuierliche Zufuhr von Frischwasser über eine angeschlossene Wasserleitung erübrigt sich,

- auf einen zusätzlichen Druckluft- Kältetrockner kann in den meisten Fällen ebenfalls verzichtet werden,

- der schnelle Wasserwechsel im System durch das permanent anfallende Kondensat garantiert eine optimale Wasserqualität.

Ein elektronischer Kondensatableiter regelt die optimale Wassermenge. Überschüssiges Kondensat kann direkt in die Kanalisation eingeleitet werden. Eine Opferanode im Wasserkreislauf gibt im Prozess verbrauchte Mineralien an das Wasser zurück und verhindert die Anlagerung von Kalk im System. Ein Wasserfilter filtert Schwebstoffe aus.

Almig-Sensorsteuerung Air Control 3

Die integrierte, vollelektronische Almig-Sensorsteuerung Air Control 3 steuert die Anlage mit hoher Energie- Einsparung und einer Schaltpunkt- Differenz von nur 0,1 bar. Sie bietet eine einfache Bedienung über ein Tableau zur Eingabe aller Parameter, ein großes LCD-Display, kontinuierliche Klartextanzeige aller wichtigen Parameter, Selbsttests, kontinuierliche Überwachung, Warnanzeigen, die Dokumentation aller wichtigen Betriebsdaten, Timerkanäle, eine optionale Zubehörverwaltung und – bei Mehrfachanlagen – eine Grundlast- Wechselschaltung. Die drehzahlgeregelten Lento-Anlagen laufen energieschonend ohne Stromspitzen an und werden ohne Schaltspiele und ohne teure Last / Leerlauf-Zeiten exakt an den jeweiligen Druckluft- Bedarf angepasst.

Fazit

„Wir haben zwar erst im Sommer unsere Produktion in Grimmen gestartet, so dass unsere Erfahrungen mit dem wassereingespritzten Lento-Kompressor von Almig erst einige Monate alt sind. Die bisherige Betriebszeit hat jedoch gezeigt, daß wir die richtige Wahl getroffen haben. Wir erzeugen die Druckluft jetzt sofort ‚absolut‘ ölfrei und erreichen durch die zusätzliche Eliminierung eventuell mit der Ansaugluft eingetragener Ölbestandteile Druckluft mit der höchstmöglichen Qualitätsstufe ‚absolut‘ ölfrei – eine wichtige Voraussetzung für eine störungsfreie Produktion und ein hochwertiges Produkt“, erklärt Marc Zillmann.