Energiekosten senken, Lebensdauer erhöhen: Vakuumpumpen in der Lebensmittelverpackung effizient nutzen

Dieser Prozess wird von Kepak McIntosh Donald, einem der größten Verarbeiter von rotem Fleisch in Schottland, nahe Aberdeen genutzt. In der dortigen Anlage laufen mehrere Vakuumverpackungslinien unermüdlich, um sicherzustellen, dass frisches Fleisch sicher verpackt, konserviert und für den Vertrieb vorbereitet wird. Herzstück dieses Großbetriebs ist ein entscheidendes Element: die zuverlässige und effiziente Vakuumversorgung.

Lebensmittelverpackungen effizienter machen
Mit dem Wunsch, die Leistung zu optimieren und den Energieverbrauch zu senken, wendete sich Kepak an Busch Vacuum Solutions, einen Partner, mit dem das Unternehmen bereits seit rund 15 Jahren zusammenarbeitet. Gemeinsam implementierten sie ECOTORQUE – die drehzahlgeregelte Antriebstechnologie (VSD) von Busch, mit der sie die vorhandenen ölgeschmierten R5 Drehschieber-Vakuumpumpen in der Anlage nachrüsteten. Die Ergebnisse sprachen für sich: Durch Anpassung des Saugvermögens an den tatsächlichen Vakuumbedarf des Prozesses konnte ECOTORQUE den Energieverbrauch erheblich senken. Das bedeutete nicht nur geringere Betriebskosten, sondern auch einen großen Schritt in Richtung Kepaks ehrgeiziger Nachhaltigkeits- und CO₂-Reduktionsziele.

Und das waren noch nicht alle Vorteile: Dank des effizienten Vakuumpumpenbetriebs und der reduzierten Belastung des Equipments profitiert Kepak in Zukunft von einem geringeren Wartungsbedarf und einer längeren Lebensdauer seiner Vakuumpumpen, was auch langfristig Zuverlässigkeit gewährleistet.

So funktioniert Vakuumverpacken bei Kepak
Im Zentrum des Verpackungsprozesses von Kepak stehen vier Haupt-Vakuumverpackungslinien. Jede Linie ist mit fortschrittlichen Kammer-Vakuumverpackungsmaschinen ausgestattet, die vor der Abdichtung die Luft aus der Verpackung entfernen. In jedem Zyklus werden Fleischportionen in Barrierebeutel gelegt und in die Kammer transportiert. Dann schließt sich der Maschinendeckel, um die Kammer abzudichten. Eine ölgeschmierte R5 Drehschieber-Vakuumpumpe von Busch evakuiert zusammen mit einem Vakuum-Booster die Luft, bis das erforderliche Vakuumniveau erreicht ist. Anschließend werden die Beutel durch Schweißschienen hermetisch abgedichtet. Danach wird die Kammer wieder auf Atmosphärendruck gebracht, und die fertigen Verpackungen werden zur weiteren Verarbeitung entnommen.

Durch die Entfernung des Sauerstoffs verlängert der Prozess die Haltbarkeit des Fleisches, verhindert Verderb sowie Oxidation und sorgt dafür, dass Farbe, Textur und Geschmack genau so bleiben, wie die Kunden es erwarten. Jede Stillstandszeit oder ungleichmäßige Vakuumleistung hätte direkte Auswirkungen auf Produktionsziele und Produktqualität. „Unsere Verpackungsmaschinen laufen normalerweise von sechs bis mindestens sechzehn Uhr“, erklärt Malcolm Baillie, Engineering Manager bei Kepak. „Die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Vakuumversorgung sind entscheidend, um das Produkt zu verarbeiten.“

Die Herausforderung
In der Vergangenheit liefen die Vakuumpumpen bei Kepak mit einer festen Drehzahl von 50 Hz in einem bedarfsunabhängigen Dauerbetrieb. Selbst wenn die Verpackungskammern stillstanden und kein Vakuum benötigt wurde, verbrauchten die Vakuumpumpen dieselbe Menge an Energie. Mit ECOTORQUE wurde eine intelligente Drehzahlsteuerung implementiert, die diese Dynamik veränderte. Durch Anpassung des Saugvermögens in Echtzeit verlangsamt das System seine Leistung oder schaltet in Leerlaufphasen in den Eco-Modus. Dadurch werden nicht nur unnötiger Energieverbrauch und CO₂-Emissionen gesenkt, sondern auch der mechanische Verschleiß reduziert, da die Vakuumpumpen nicht mehr durchgehend bei voller Drehzahl laufen.

So hat sich eine scheinbar kleine Veränderung schnell als große Effizienzsteigerung erwiesen. Bei Vakuumpumpen, die während langer Produktionsschichten kontinuierlich in Betrieb sind, führte die Optimierung der Stillstandszeiten schnell zu erheblichen Kosteneinsparungen, höherer operativer Effizienz und spürbaren Nachhaltigkeitsgewinnen.

Das Potenzial erkennen
Bei einem Besuch im Werk von Kepak erkannten die Experten von Busch schnell, dass es eine Möglichkeit gibt, den Energieverbrauch des Vakuumsystems deutlich zu senken. Anstatt eine theoretische Lösung zu präsentieren, schlugen sie eine praktische Demonstration vor: die Installation von ECOTORQUE an einer der Kammer-Verpackungsmaschinen, sodass der Effekt direkt gemessen werden kann. „Busch kam nicht einfach mit einer Verkaufsargumentation zu uns“, betont Baillie. „Sie hatten Daten und einen Versuchsplan dabei, um den tatsächlichen Energieverbrauch vor und nach der Installation zu messen, damit wir den Unterschied selbst sehen konnten.“

Der Test umfasste die Einrichtung eines Stromzählers zur Überwachung des Grundenergieverbrauchs über einen Zeitraum von einer Woche. Anschließend wurde ECOTORQUE installiert, sodass die Drehschieber-Vakuumpumpe ihre Drehzahl dynamisch an den tatsächlichen Vakuumbedarf anpassen konnte. Eine zweite Messwoche lieferte einen deutlichen Vorher-Nachher-Vergleich. „Das Technikteam von Busch blieb vor Ort, um die VSD-Steuerungen so abzustimmen, dass sie perfekt mit dem Maschinenzyklus synchronisiert waren“ fügt Baillie hinzu. „Diese praktische Unterstützung war für uns sehr wertvoll.“

Nachweisliche Verbesserung der Energieeffizienz
Die Daten sprachen für sich: Der Testlauf bei Kepak zeigte, dass der wöchentliche Energieverbrauch um mehr als 64 % zurückging. In der laufenden Produktion wurden Energieeinsparungen von rund 26 % erzielt. Der größte Einfluss zeigte sich während der Pausen: Dank des Eco-Modus sank der Energieverbrauch um erstaunliche 94 %, da die Vakuumpumpe keinen Strom mehr verbrauchte, wenn kein Vakuum benötigt wurde. Ohne ECOTORQUE betrug die durchschnittliche Leistungsaufnahme der Vakuumpumpe in der laufenden Produktion 16 kW. Nach der Installation von ECOTORQUE sank sie auf nur noch 11,8 kW. In der gesamten Versuchswoche beliefen sich die Einsparungen somit auf rund 903 kWh – im Wert von rund 207 Pfund Sterling*, was jährlichen Einsparungen von rund 10.350 Pfund Sterling* für eine Maschine entspricht. „Die Prognosen von Busch waren bereits vielversprechend“, so Baillie. „Aber die tatsächlichen Versuchsergebnisse waren noch besser.“
*Basierend auf einem Energiepreis von 23 Pence pro kWh und 50 Produktionswochen im Jahr.

Langfristige Zuverlässigkeit
Neben den Energieeinsparungen ergaben sich weitere Vorteile. Da die Vakuumpumpen nicht mehr durchgehend bei voller Drehzahl laufen, sind Schieber, Lager und andere Bauteile einer geringeren mechanischen Abnutzung ausgesetzt. Niedrigere Öltemperaturen verlangsamen den Ölverschleiß, was zu längeren Serviceintervallen und geringeren Wartungskosten führt. Gemeinsam steigern diese Maßnahmen die Gesamtzuverlässigkeit und erhöhen die Verfügbarkeit, weil die Vakuumpumpen seltener ungeplant gewartet werden müssen. Mit ECOTORQUE kann Kepak seine Verpackungslinien reibungslos und konstant betreiben, das Risiko von Produktionsunterbrechungen reduzieren und gleichzeitig die Gesamtbetriebskosten senken. ECOTORQUE bietet darüber hinaus die Option, die Drehzahl bei Bedarf auf bis zu 60 Hz zu erhöhen. Das bedeutet, dass bei einer Produktionssteigerung dieselbe Vakuumpumpe bis zu 20 Prozent mehr Leistung liefern kann, ohne dass zusätzliche Investitionen in neues Equipment notwendig sind.

Nachhaltigkeit vorantreiben
Kepak verfolgt konzernweit ambitionierte Nachhaltigkeitsziele, darunter die Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks und die Verbesserung der Energieeffizienz. Maßnahmen wie die Installation von ECOTORQUE unterstützen diese Ziele direkt. „Wir arbeiten kontinuierlich mit unseren Nachhaltigkeitsteams daran, Verschwendung zu reduzieren und die Effizienz zu erhöhen“, erläutert Baillie. „Mit diesem Projekt sparen wir nicht nur Energie, sondern reduzieren auch unseren CO₂-Fußabdruck pro Verpackung.“

Nach dem erfolgreichen Test hat Kepak ECOTORQUE an weiteren geeigneten Vakuumpumpen vor Ort installiert und plant, die Lösung auf andere Unternehmensstandorte auszuweiten, um die Vorteile konzernweit zu vervielfachen.

Nahtlose Implementierung und kompetenter Support
Für Kepak verlief die Umstellung reibungslos. Busch lieferte den VSD, kümmerte sich um die Installation und Inbetriebnahme, erfasste und analysierte die Daten und erstellte einen detaillierten Leistungsbericht. Zudem blieben die Technikexperten von Busch vor Ort, um das System auf die realen Produktionsbedingungen abzustimmen. Für Kepak ist ECOTORQUE weit mehr als nur ein Energiesparlösung. Es generiert messbare Kosteneinsparungen, unterstützt sowohl Wartungs- als auch Nachhaltigkeitsziele und unterstreicht die Wirkung datengestützter Optimierung. Durch die Reduzierung des mechanischen Verschleißes wurde auch die Zuverlässigkeit erhöht. Geringere Stillstandszeiten und die Möglichkeit, die Leistung der Vakuumpumpe zu steigern, tragen direkt zu einer höheren Gesamtproduktivität bei. „Dieses Projekt hat sich schnell amortisiert und passt perfekt in unsere umfassendere Effizienzstrategie“, fasst Baillie zusammen.