Stationäre Kompressoren von Atlas Copco erzeugen Förderluft für Schüttgüter

„Im Schnitt kommen täglich fünf große Lkw auf den Hof, um Quarzsande, Zemente und andere Rohstoffe zu entladen“, sagt Dietmar Bobe. Etwa 125 Tonnen gingen auf diese Weise jeden Tag in die Silos; hinzu kämen Säcke und Big Bags, die in den kleineren Hallensilos umgefüllt würden, ergänzt der Leiter Betriebstechnik der Schomburg GmbH & Co. KG in Detmold. Das Unternehmen ist auf Systembaustoffe spezialisiert und verarbeitet die Zuschlagstoffe vor allem zu Trockenmörteln wie mineralischem Fliesenkleber.

„Die Fahrer beaufschlagen die Tankkammer ihrer Silofahrzeuge mit Druckluft, um sie entladen zu können“, erklärt Bobe. „Zusätzlich geben sie Luft in die Förderleitung, um das Produkt fließfähig zu machen.“ Auf den Lkw fahren hierzu mobile Kompressoreinheiten mit, die auch bei Schomburg bis vor kurzem für die Entladung genutzt wurden. Eine gängige Lösung bei vielen schüttgutverarbeitenden Betrieben, aber für Schomburg mit einigen Widrigkeiten verbunden. „Das größte Problem war die Lärmemission durch die vom Lkw-Motor betriebenen Kompressoren an den beiden Entladestellen, die zwischen den Silos und Gebäuden liegen“, sagt Bobe. „In der angrenzenden Halle waren die Mitarbeiter besonders durch die Lautstärke belastet, vor allem bei geöffnetem Sektionaltor im Sommer.“ Auch in den Büros, die zum Hof hin liegen, störte der Lärm die Konzentration erheblich; Telefonate waren zu den Entladezeiten kaum möglich. „Jede Entladung dauerte etwa eine Stunde, in der der fahrzeugeigene Kompressor und der Dieselmotor des Lkw liefen“, verdeutlicht der Betriebstechniker die zeitlichen Ausmaße der Geräuschbelastung: im Prinzip den gesamten Arbeitstag lang.

Je ein ölfrei verdichtender Niederdruckkompressor pro Entladestation

Schomburg entschloss sich, das Problem mit stationären Kompressoren zu lösen. „Wir haben uns in Paderborn eine Referenzanlage mit Niederdruckkompressoren von Atlas Copco angeschaut“, sagt Bobe. „Genau so eine erschien uns für unsere Anforderungen passend.“ 2017 schaffte das Baustoffunternehmen zwei ölfrei verdichtende Schraubenkompressoren des Essener Herstellers an. Zwei Kompressoren des Typs ZE 2 G275 5E mit externen Nachkühlern und Zyklonabscheidern erzeugen nun die trockene und ölfreie Förderluft zur Lkw-Entladung. Pro Entladestelle ist jeweils ein Kompressor installiert, so dass zwei Silofahrzeuge zeitgleich gelöscht werden können. Die externen Nachkühler kühlen die etwa 160 °C heiße Druckluft auf etwa 90 °C herunter, womit sie als Förderluft trocken, aber nicht zu heiß ist.

„Das Lärmproblem war mit den beiden Kompressoren auf einen Schlag gelöst“, sagt Bobe. Die kompakten ZE 2 laufen sehr leise und stehen mit drei ebenfalls neu angeschafften GA-Schraubenkompressoren von Atlas Copco zentral in einer Druckluftstation in einem der Gebäude. Kein Geräusch dringt nach außen. Die GA-Schrauben versorgen das Druckluftnetz für die Produktion. „An der Entladestelle selbst gibt es keine Lärmemission mehr“, betont Bobe. Neben den Kolleginnen und Kollegen atmeten auch die Anwohner der angrenzenden Siedlung auf. „Das Unternehmen war zwar schon am Standort ansässig, bevor die Wohnsiedlung gebaut wurde, aber uns sind zufriedene Nachbarn natürlich trotzdem wichtig“, fügt Firmenchef Ralph Schomburg hinzu. Außerdem passe die Lösung wesentlich besser zur Firmenphilosophie. „Innovation und Umweltschutz sind in unserem Familienbetrieb verwurzelt“, betont Schomburg. Das zeigen auch Maßnahmen wie die Anschaffung einer Photovoltaik- und einer Wasseraufbereitungsanlage sowie die Entwicklung recycelbarer Foliensäcke für Zement.

Höhere Produktqualität durch neue Entladungsmethode

Mit der Anschaffung der beiden ZE-Niederdruckkompressoren löste Schomburg nicht nur das Lärmproblem. „Durch die höhere Kompressorleistung wird die Ladung mit einem absolut gleichmäßigen Luftstrom ins Silo befördert“, erklärt Sascha Berent, Spezialist für Niederdrucksysteme bei Atlas Copco in Essen. Ein ZE 2 stellt 500 m3 Förderluft pro Stunde mit einem Betriebsüberdruck von 2,5 bar bereit. Insgesamt stehen in der ZE-Baureihe weitere Maschinen zur Verfügung, mit denen sich Überdrücke zwischen 2 und 4 bar erzeugen lassen. Die Kompressoren seien so konstruiert, dass Druckabfälle im Luftkreislauf nach Möglichkeit vermieden werden, betont Berent. Zudem würden die Maschinen von Atlas Copco als echte Plug-and-play-Systeme geliefert: „Unsere Aggregate sind komplett mit Motorschaltgeräten ausgestattet, alle Komponenten sind anschlussfertig unter der Schallhaube untergebracht“, sagt Sascha Berent. „Damit müssen sich unsere Kunden eigentlich um nichts mehr kümmern.“ Vor Ort müssten die Kompressoren nur noch ans Strom- und Druckluftnetz angeschlossen werden. „Das ist so im Markt nicht zu finden.“

„Die Druckluft, die die ZEs zur Verfügung stellen, ist trocken und absolut öl- und kondensatfrei“, resümiert Bobe. Im Gegensatz zu den mobilen Kompressoreinheiten auf den Lkw seien an den ZE-Kompressoren Zyklon-Kondensatabscheider installiert, so dass die Druckluft sehr sauber bleibe. Die mobilen Lkw-Kompressoren hätten dagegen aus der Umgebungsluft zum Teil sogar Tröpfchen der Dieselabgase angesaugt, wodurch die Druckluft verunreinigte. „Das ist jetzt nicht mehr der Fall“, sagt Bobe. Der noch größere Vorteil sei zudem, dass durch das gleichmäßige Einblasen und die trockene Luft das Schüttgut sauberer bleibt und homogener gefördert werde. „In den Silos verklumpt das Material kaum noch“, sagt Bobe. Wenn bei Massenprodukten Aussiebungen zu viele Verklumpungen ergäben, müssten die Produkte aus der Fertigung genommen werden. „Wir können nicht alle Produkte durchgängig prüfen“, sagt Bode. Wenn die Rückstellproben, die von jedem Erzeugnis genommen werden, Qualitätseinbußen zeigten, müssten ganze Chargen aus dem Prozess genommen und notfalls entsorgt werden.

Rohrleitungen müssen nur noch alle drei Monate gewartet werden

Ein weiterer Vorteil der neuen Entlademethode betrifft die Rohrleitungen oben auf den Außensilos: „Durch die Verbesserung des Förderprozesses verschleißen die Leitungen nicht so schnell“, erklärt Bobe. Während früher die Sandleitung alle sechs Wochen gewechselt werden musste, genüge heute eine Wartung alle drei Monate. „Ein Meter Rohr wiegt etwa 20 Kilogramm“, verdeutlicht der Betriebstechnikleiter. „In 25 Metern Höhe die Rohre zu wechseln, ist ein ganz schön hoher Aufwand.“ Auch logistisch profitieren Schomburg und seine Lieferanten; denn die Fahrer sind nun mit dem Entladen etwa 10 bis 15 Minuten schneller fertig als früher. Sie brauchen jetzt noch eine gute Stunde pro Ladung, was einen Zeitvorteil von etwa 20 % ausmacht. „Insgesamt haben also alle gewonnen“, betont Bobe.

Bei der Entscheidung für Atlas Copco gab zum einen das gute Konzept den Ausschlag, das Schomburg am Beispiel der Referenzanlage in Paderborn gesehen hatte. Außerdem passte die Auslegung der Niederdruckkompressoren von den Dimensionen her am besten zu den Anforderungen des Bausysteme-Spezialisten. Die dem Kauf vorangegangene Nutzwertanalyse und Beratung der Essener überzeugte Schomburg ebenfalls.

Zeitgleich mit den ZE-Kompressoren schaffte das Unternehmen für den Standort Detmold drei ölgeschmierte GA-Schraubenkompressoren von Atlas Copco an, die sich mit den ZE den Platz im Kompressorenraum teilen. Kein Problem, da auch die GA-Maschinen platzsparend gebaut sind und wenig Stellfläche benötigen. „Wir brauchen in der Fertigung Druckluft als Steuerluft für Zylinder und Pumpen“, gibt Bobe einen Überblick. Die größten Verbraucher seien dabei vier Vakuumförderer, die die Schüttgüter im Saugluftstrom durch die Rohrleitungen führen. Bei dieser Art der Förderung werden die Rohre wenig verschlissen und außerdem rückstandsfrei entleert. „Die Vakuumförderer werden verbrauchsabhängig in Betrieb genommen und benötigen viel Druckluft“, sagt Bobe. Auch für gelegentliche Großaufträge von Baustellen würden große Luftmengen auf einmal abgerufen. Diese würden jetzt von den neuen Atlas-Copco-Kompressoren sicher bereitgestellt. „Unsere 18 Jahre alte Station entwickelte allmählich ‚Zipperlein‘ und war von der Kapazität her mitunter an der Grenze“, begründet Bobe die Anschaffung der neuen GA-Kompressoren.

Um die Verbrauchsschwankungen im Netz auszugleichen, entschied sich Schomburg für die neue Generation der drehzahlgeregelten GA-Schraubenkompressoren: Zwei GA 37 VSD+ FF sowie ein GA 30 VSD+ FF versorgen die Produktion mit Druckluft. „Das Kürzel VSD bedeutet Variabel Speed Drive und weist auf die variable Drehzahl der Kompressoren hin“, erklärt Atlas-Copco-Berater Sascha Berent. „Hierdurch wird die Druckluftversorgung auf den Luftbedarf abgestimmt. Mit der VSD+-Technologie kann der Energieverbrauch – im Vergleich zu einer schlecht ausgelasteten Drucklufterzeugung mit Volllast-Leerlauf-Regelung – sogar um etwa 50 Prozent reduziert werden.“

Die Variante „FF“ (Full Feature) bedeute, dass ein Kältemitteltrockner der neuesten Generation ebenfalls in den Kompressor integriert sei. Dies war für Schomburg ein zusätzliches Argument für die kompakten, leisen Schrauben. „Vorher hatten wir Kompressoren eines anderen Herstellers mit einem externen Trockner. Da gab es oft Störungen, so dass unsere Qualitätssicherung die Endprodukte beanstandete und sogar Reklamationen aus dem Feld kamen“, blickt Bobe zurück. „Zum Teil wurde zum Beispiel Pulverkleber mit feuchter Druckluft abgefüllt. Das führte zu Klumpen und ist natürlich unerwünscht, weil sonst der Fliesenleger auf der Baustelle nicht sauber arbeiten kann“, betont der Techniker. „Mit den Atlas-Copco-Kompressoren und den integrierten Trocknern tritt das Problem nun nicht mehr auf.“

Netzdruck um ein halbes Bar gesenkt

Um die Schwankungen im Druckluftnetz zusätzlich auszugleichen, schaffte Schomburg einen Puffer in Form eines 3000-l-Druckluftbehälters sowie eine übergeordnete Steuerung, eine ES6, an. Diese schaltet die benötigten Kompressoren nach Bedarf zu und wechselt sie ab, um eine gleichmäßige Auslastung und damit eine höhere Lebensdauer der Maschinen zu erreichen. „Die beiden GA-Maschinen mit 37 Kilowatt stellen abwechselnd den Grundbedarf in der Produktion sicher“, erklärt Bobe. Der 30-kW-GA reiche nach Feierabend zum Halten der Drücke in der Sprinkleranlage und für das Hochregallager. „Er wird außerdem für Bedarfsspitzen zugeschaltet. Damit haben wir jeweils einen 37-kW-Kompressor als Redundanz und können auch sehr hohe Luftbedarfe jederzeit bedienen.“

Dass die neue Anlage wesentlich effizienter arbeitet als das alte System, das zudem schon in die Jahre gekommen war, ist gut am Netzdruck zu erkennen. „Früher haben wir mit einem Netzdruck von 7,5 bar gearbeitet“, sagt Bobe. „Jetzt beträgt er nur noch 7 bar. Das ist eine deutlich spürbare Effizienzsteigerung.“ Eine weitere Verbesserung im Sinne von Effizienz und Nachhaltigkeit ist die an den Kompressoren installierte Wärmerückgewinnung, die das Heizungssystem unterstützt und Prozesswasser zur Bitumenverarbeitung aufwärmt.

Für die brandneue Station ist bisher noch kaum Wartung nötig gewesen. Allerdings hat Schomburg auch in dieser Hinsicht vorgesorgt. Gewartet werden kann während der Produktion, weil die Kompressoren für beide Druckluftnetze redundant vorhanden sind.

Autorin: Ulrike Preuß, Journalistin in Hennef

Bild: Die neue Druckluftstation bei Schomburg besteht aus zwei Niederdruckkompressoren der Z-Serie (ZE 2) für die Silo-Förderluft sowie drei GA-Schraubenkompressoren für das 7-bar-Netz ("normale" Steuerluft, hinten im Raum).(Foto: Atlas Copco)