Enorme Energieeinsparung durch zentrale Vakuumversorgung beim Verpacken

Lübeck, Deutschland Die Produktion von Müsli, Riegeln, Haferflocken und Cerealien ist das Kerngeschäft der Firma H. & J. Brüggen KG. In der hochmodernen Produktion am Stammsitz in Lübeck wird ein striktes Energiemanagement betrieben. Im Rahmen von Energieeinsparungsmaßnahmen wurde die bestehende Vakuumversorgung für die verschiedenen Verpackungsmaschinen kritisch überprüft. In Zusammenarbeit mit einem Vakuumexperten wurde von einer dezentralen auf eine zentrale Vakuumversorgung umgestellt. Jetzt liefert ein zentrales Vakuumsystem den notwendigen Unterdruck für alle Verpackungsmaschinen. Diese besteht aus vier bedarfsabhängig gesteuerten MINK MV Synchro Klauen-Vakuumpumpen von Busch Vacuum Solutions. Das Ergebnis dieser Umstellung: 70 Prozent Energieeinsparung!of the energy-saving initiative, the old vacuum supply for the wide range of packaging machines underwent a critical assessment. Working with a vacuum expert, the company switched from a decentralized to a centralized vacuum supply, which now supplies the vacuum required for all of the packaging machines. The new system consists of four demand-driven MINK MV Synchro claw vacuum pumps from Busch Vacuum Solutions. As a result of this switch, the company has achieved energy savings of 70 percent.
Fig. 1: Das Traditionsunternehmen H. & J. Brüggen KG hat bereits seit 1886 seinen Hauptsitz im Hafen von Lübeck. Bild: H. & J. Brüggen KG
Fig. 1: Das Traditionsunternehmen H. & J. Brüggen KG hat bereits seit 1886 seinen Hauptsitz im Hafen von Lübeck. Bild: H. & J. Brüggen KG

H. & J. Brüggen KG ist ein traditionelles Unternehmen, das bereits 1868 gegründet wurde und heute von der vierten Generation geführt wird. Seit 1886 hat Brüggen seinen Sitz im Lübecker Hafen (Fig.1). In Lübeck werden Müsli, Riegel, Haferflocken und Cerealien produziert, die unter eigenen Markennamen und Private Labels vertrieben werden. Neben den zwei Produktionswerken am Standort der Unternehmenszentrale in Lübeck betreibt Brüggen noch weitere Produktionsstätten in Polen, Frankreich und Chile. Zusätzlich zu den Produkten direkt für den Endverbraucher bedient Brüggen die Lebensmittelindustrie auch mit Rohwaren und Halbprodukten (Food Ingredients) für unterschiedliche Verwendungen wie in Schokoladen und anderen Süßwaren, Backwaren oder Milchprodukten.

Für das Energiemanagement in der Lübecker Produktion von Müsli, Haferflocken und Cerealien ist Alexander Boese verantwortlich. Er hat sich im Detail mit der Vakuumversorgung an den Schlauchbeutelmaschinen, Kartonaufrichtern und Traypackern auseinandergesetzt. Insgesamt waren 19 trockenlaufende Drehschieber-Vakuumpumpen direkt an den jeweiligen Verpackungsmaschinen installiert, die zusammen 136.800 Kilowattstunden pro Jahr verbrauchten. Da im Drei-Schicht-Betrieb produziert und verpackt wird, waren diese Vakuumpumpen rund um die Uhr in aller Regel sechs Tage pro Woche in Betrieb.

Zusammen mit Jan Barkow, dem Leiter der Verpackungstechnik, suchte er nach einer effizienteren Alternative. Ein Vakuumexperte der Firma Busch Vacuum Solutions empfahl den Einsatz von MINK MV Klauen-Vakuumpumpen der Serie Synchro, die standardmäßig mit einer integrierten bedarfsabhängigen Steuerung und einem frequenzgeregelten Antriebsmotor ausgestattet ist.  Außerdem sollten diese Vakuumpumpen künftig gemeinsam als zentrales Vakuumsystem alle Verpackungsmaschinen mit Vakuum versorgen. Um durch die Installation der neuen Vakuumtechnik kein Risiko einzugehen, wurden zuerst nur zwei MINK MV Synchro Klauen-Vakuumpumpen installiert, die an einen Teil der Schlauchbeutelmaschinen und Kartonaufrichter angeschlossen wurden.


Fig. 2: Teilansicht der zentralen Vakuumversorgung bei der H. & J. Brüggen KG. Bild: Busch Vacuum Solutions

Schon gleich nach der Inbetriebnahme offenbarten diese Vakuumpumpen, dass sie neben deutlich weniger Energiekosten weitere Vorteile haben. Zuerst wurde äußerst positiv aufgenommen, dass die Geräuschentwicklung wesentlich geringer ist als bei den zuvor verwendeten Drehschieber-Vakuumpumpen. Außerdem sind die Betriebstemperatur und somit die Wärmeabstrahlung geringer. Dies wirkt sich wiederum auf den Gesamtenergieverbrauch aus. Alexander Boese erklärt, dass durch die geringere Wärmeabstrahlung und die zentrale Aufstellung des MINK Vakuumsystems die Leistung der Klimaanlage gedrosselt werden konnte. Seit Anfang des Jahres 2019 ist die komplette Verpackungstechnik in der Müsliproduktion auf die MINK Klauen-Vakuumtechnologie (Fig. 2) umgestellt. Das heißt, die zuvor 19 dezentral aufgestellten Drehschieber-Vakuumpumpen wurden durch vier MINK MV Synchro Klauen-Vakuumpumpen ersetzt. Alexander Boese hat den Energieverbrauch im ersten halben Jahr permanent gemessen und dokumentiert. Diese Werte hat er auf den Jahresverbrauch hochgerechnet. Nach diesen Berechnungen benötigen die vier Vakuumpumpen zusammen 38.580 Kilowattstunden pro Jahr, was verglichen mit dem Stromverbrauch der zuvor eingesetzten Drehschieber-Vakuumpumpen eine jährliche Ersparnis von 98.580 Kilowattstunden erbringt (Fig. 3).


Fig. 3: Vergleich des Energieverbrauchs vor und nach der Zentralisierung der Vakuumversorgung. Bild: Busch Vacuum Solutions

Der Grund für diese hohe Energieeinsparung ist die stark reduzierte Anzahl von Vakuumpumpen, die Bündelung der Vakuumpumpen zu einem Vakuumsystem für den gesamten Verpackungsbereich und nicht zuletzt deren bedarfsabhängige Steuerung.
Die zuvor eingesetzten Drehschieber-Vakuumpumpen sind an jeder Maschine praktisch immer bei voller Leistung durchgelaufen, selbst dann, wenn eine Verpackungsmaschine kurzzeitig abgeschaltet wurde.

Durch die Zusammenführung zu einem zentralen Vakuumsystem ergibt sich ein Gesamtsaugvermögen, das variieren kann. Der Grund dafür ist, dass nicht permanent an allen Verpackungsmaschinen gleichzeitig das gleiche Saugvermögen erforderlich ist. Bei Kartonaufrichtern beispielsweise wird mehr oder weniger viel „Falschluft" mit angesaugt, wenn Luft durch den Karton hindurchgesaugt wird oder ein Sauger nicht hundertprozentig dicht anliegt. Dann reagiert das Vakuumsystem sofort, indem die Drehzahl einer Vakuumpumpe erhöht oder eine weitere Vakuumpumpe zugeschaltet wird. Somit steigt das Saugvermögen des Vakuumsystems an. Bei Stillstand einer oder mehrerer Verpackungsmaschinen drosselt das Vakuumsystem seine Saugleistung automatisch. Dadurch wird immer nur soviel Energie verbraucht, wie für die tatsächlich benötigte Leistung erforderlich ist.

Jan Brakow hat nach den ersten Betriebsmonaten auch feststellen können, dass die Wartung der vier MINK MV Synchro Vakuumpumpen „annähernd gegen Null" tendiert. So werden nur regelmäßig die Ansaugfilter von Staub befreit beziehungsweise bei starker Verschmutzung ausgetauscht. Ansonsten beschränkt sich die Wartung auf den Wechsel des Getriebeöls, der jährlich vorgenommen wird. Dieser Wechsel kann bei laufender Produktion durchgeführt werden, indem eine der vier Vakuumpumpen kurzfristig vom Versorgungsnetz genommen wird und dabei automatisch die Leistung der drei verbliebenen Vakuumpumpen ansteigt.

Bei den Drehschieber-Vakuumpumpen mussten die Kohlelamellen regelmäßig geprüft und bei Verschleiß ersetzt werden, was nur bei ausgeschalteter Verpackungsmaschine möglich war. MINK Klauen-Vakuumpumpen arbeiten berührungsfrei, das heißt, die beweglichen Teile innerhalb der Vakuumpumpe (Fig. 4) berühren sich nicht. Dadurch entsteht keinerlei Verschleiß oder Abrieb, der sich bei Kohlelamellen als feiner Staub um die Vakuumpumpe niederschlägt. Nach über einem Jahr Erfahrung mit den MINK Klauen-Vakuumpumpen, der damit verbundenen Energieeinsparung, einer Minimierung der Wartungsarbeiten und -kosten und nicht zuletzt der gewonnenen Betriebssicherheit zeigen sich Alexander Boese und Jan Brakow äußerst zufrieden. Mit der anstehenden Erweiterung der Produktion und der damit verbundenen Anschaffung weiterer Verpackungsmaschinen ist auch bereits die Erweiterung der Vakuumversorgung mit MINK Klauen-Vakuumpumpen geplant.  


Fig. 4: Schnittbild einer trocken und berührungsfrei verdichtenden MINK Klauen-Vakuumpumpe von Busch Vacuum Solutions. Bild: Busch Vacuum Solutions


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