Tot 70 procent energiebesparingen dankzij moderne vacuümtechnologie voor materiaaltoevoer

Als een leidende producent van rollen, bladen en weefselmateriaal van zacht pvc richt Jedi Kunststofftechnik GmbH haar productie specifiek op de verwerking van zacht pvc. Het materiaal wordt vanuit de geleverde big bags aangevoerd naar de extruders via een pneumatisch transportsysteem.

De vacuümopwekking in het transportsysteem is nu opnieuw ontworpen en geïmplementeerd. Vanaf begin 2018 heeft Jedi Kunststofftechnik frequentiegestuurde MINK klauwenvacuümpompen in bedrijf, die veel energiezuiniger zijn dan de zijkanaalventilatoren die eerder werden gebruikt. Hierdoor kon het energieverbruik voor vacuümopwekking met 70 procent verminderd worden.

Jedi Kunststofftechnik GmbH

Marco Di Martino richtte Jedi Kunststofftechnik op in het midden van de jaren 1990 in Eitdorf, Noordrijn-Westfalen, en specialiseerde zich in doorzichtige halfproducten van zacht pvc. Vandaag de dag heeft zijn bedrijf 40 mensen in dienst en is het een van de leidende internationale producenten van rollen, bladen en weefsels van zacht pvc. Deze worden door zijn klanten verwerkt in strookgordijnen of vloerbeschermingsmatten en vensters met flexibele zonwering op rolluiken of tenten. De producten worden geproduceerd in drie ploegendiensten en worden geleverd aan klanten in heel Europa, met materiaaldiktes van één tot twaalf millimeter en een maximale rolbreedte van 2200 millimeter.

Het pneumatische transportproces

Productie vindt plaats op vijf extrusielijnen met single-screw extruders. Het materiaal wordt via volumetrische doseersystemen en drogers vanuit de big bags aangevoerd naar de extruders via pneumatische transportsystemen. In het verleden waren er vier zijkanaalventilatoren geïnstalleerd op de vier extrusielijnen om het benodigde vacuüm te genereren op het transportsysteem. Hoge storingspercentages als gevolg van lager- en motorschade en beschadigde lobwielen maakten de zijkanaalventilatoren onbetrouwbare vacuümopwekkers.

De vier zijkanaalventilatoren vereisten een vermogen tussen 12,5 en 15 kilowatt, afhankelijk van hun omvang. De werking van de ventilatoren was niet gereguleerd, dat wil zeggen dat de ventilatoren constant in bedrijf waren tijdens de drie ploegendiensten. Wat betreft energieverbruik en betrouwbaarheid was dit een uiterst onbevredigende oplossing voor eigenaar Marco Di Martino. Het hoge geluidsniveau dat de ventilatoren veroorzaakten in de productiehal zorgde ook voor aanzienlijke overlast.

Procesoptimalisatie

Na contact met Busch Vacuum Solutions voerde een vacuümspecialist van Busch metingen uit op het transportsysteem. Hij realiseerde zich dat de zijkanaalventilatoren constant werkten op hun prestatielimiet, bij een absolute druk van 700 millibar. Bij deze druk bereikt een zijkanaalventilator slechts 30 procent van de nominale pompsnelheid. Om dit nadeel te elimineren, werden overeenkomstig grote blowers met hoge nominale pompsnelheden ingezet – wat op zijn beurt resulteerde in een hogere energievraag. Het hoge drukverschil en de resulterende lage pompsnelheid vormden de reden voor de overmatige verhitting van de blowers en de daaruit voortvloeiende storingen. Als gevolg van deze analyse van de werkelijke toestand van de vacuümvoorziening stelde Busch voor om de nieuwe MINK MV 0310 B klauwenvacuümpomp te gebruiken. Bij een absolute werkdruk van 700 millibar verliezen deze vacuümpompen geen pompsnelheid. Door hun frequentiegestuurde standaardaandrijving kunnen ze automatisch hun pompsnelheid aanpassen aan de vraag door het toerental te variëren. MINK MV klauwenvacuümpompen kunnen ook veel lagere drukken genereren dan de zijkanaalventilatoren en bereiken tot 150 millibar (absolute druk).

Marco Di Martino heeft nu sinds begin 2018 twee MINK MV 0310 B klauwenvacuümpompen (afb. 1) in bedrijf, die de vier eerder geïnstalleerde zijkanaalventilatoren vervangen. Terwijl de vier zijkanaalventilatoren totaal 55 kilowatt verbruikten, vereisen de MINK klauwenvacuümpompen elk slechts 8 kilowatt voor bedrijf bij 50 Hertz. Jedi Kunststofftechnik heeft met het opstarten van een vijfde extrusielijn nog een MINK MV 0310 B geïnstalleerd. Alle drie de vacuümpompen worden bediend via een trapsgewijs besturingssysteem. Een totaal buffervolume van 1000 liter wordt opgeslagen in de twee upstream containers. Een van de drie MINK MV klauwenvacuümpompen start automatisch wanneer de absolute druk in de containers boven 500 millibar stijgt. De twee andere vacuümpompen worden ingeschakeld wanneer een absolute druk van 700 millibar wordt bereikt en ondersteunen de eerste vacuümpomp. Kleine aanpassingen van de druk of pompsnelheid worden gecompenseerd door de frequentieregelaars.

In de praktijk zijn één of twee MINK vacuümpompen genoeg om de stroomsnelheid te handhaven. De derde vacuümpomp wordt alleen gebruikt bij een piek. Na zes maanden bedrijfstijd is eigenaar Marco Di Martino uiterst tevreden. Aan de ene kant was het mogelijk om het nominale vereiste vermogen van de vacuümvoorziening te verminderen (afb. 2) van 55 naar 24 kilowattt, hoewel er nu vijf extrusielijnen in bedrijf zijn in plaats van de eerdere vier. Aan de andere kant werken nu dankzij de frequentieregeling van de nieuwe MINK MV 0310 B geen van de vacuümpompen continu. In plaats daarvan werken ze alleen als het vermogen werkelijk nodig is. De elektriciteitsrekening voor 2018 toonde onomstotelijk de energiekostenbesparing aan: vergeleken met het jaar ervoor werd er 160.000 kilowatt minder verbruikt. Dit werd bereikt ondanks het feit dat er nog zijkanaalventilatoren in gebruik waren aan het begin van het jaar en de toevoeging van de vijfde extrusielijn later.

Terwijl storingen en reparaties aan de ventilatoren in het verleden vaak voorkwamen, hebben de nieuwe klauwenvacuümpompen van Busch nog niet voor problemen gezorgd. Naast de vermindering van de kosten voor uitval en reparaties heeft dit ook een positief effect op de doorvoer van de individuele extrusielijnen. Het geluidsniveau van de nieuwe vacuümpompen is aanzienlijk lager dan dat van de zijkanaalventilatoren eerder. Marco Di Martino vertelt dat ze vrijwel niet te horen zijn in de productieruimte, die zich direct naast de extrusielijnen bevindt. Onderhoud van de MINK MV klauwenvacuümpompen is verminderd tot een minimum. Fabrikant Busch beveelt aan om de tandwielolie te vervangen na 20.000 bedrijfsuren.