Wernsing spart mit neuen Vakuumpumpen von Atlas Copco 160000 kWh im Jahr

Durch die Drehzahlregelung der beiden neuen Maschinen lässt sich das Vakuum nun exakt an den schwankenden Bedarf der Verpackungsanlagen anpassen. Die erzielten Energieeinsparungen belaufen sich auf 75 Prozent beziehungsweise 50 Prozent und machen in Summe 160000 kWh im Jahr aus.

Ob Grillabend, Kindergeburtstag, Betriebsfeier oder Stadtteilfest – in vielen Fällen trägt die Wernsing Feinkost mit ihren Produkten zum guten Gelingen bei. Ob Pommes frites und Bratkartoffeln, Saucen und Salate oder Dressings und Desserts – das Sortiment des Familienunternehmens mit Hauptsitz im niedersächsischen Addrup-Essen/Oldb. lässt kaum einen Wunsch offen. Der Produktionsschwerpunkt liegt auf Kartoffelprodukten. Man erzählt sich, Firmengründer Heinz Wernsing habe seinen Unternehmenserfolg damals im Jahr 1962 mit einer Badewanne voll Kartoffelsalat ins Rollen gebracht. Heute werden an insgesamt elf Standorten in Europa jährlich 400000 Tonnen Kartoffeln verarbeitet. Auch in Addrup-Essen/Oldb. stehen die braunen Knollen im Mittelpunkt. Und weil der Standort praktisch im Herzen des regionalen Kartoffelanbaus liegt, kann ein Großteil der Rohstoffe direkt aus der Umgebung bezogen werden.

Das kommt der Unternehmensphilosophie entgegen, die Nachhaltigkeit nicht nur großschreibt, sondern bereits in Form verschiedener Projekte in die Tat umsetzt: Dazu zählen beispielsweise die Reststoffverwertung und die Energiegewinnung in einer firmeneigenen Biogasanlage oder die Stromerzeugung mittels Photovoltaik. Seit 2013 betreibt das Unternehmen ein Energiemanagementsystem gemäß ISO 50001. Auch die Produktionsprozesse sollen so effizient wie möglich gestaltet sein. „Im vergangenen Jahr haben wir uns die Vakuumversorgung für die Verpackung von Speisekartoffeln und Baked Potatoes einmal genauer angesehen“, erklärt Torsten Knuck. Der Elektrotechnikermeister ist als Energiebeauftragter Mitglied im betrieblichen Energieteam am Standort Addrup-Essen/Oldb. „Dabei sind wir zu dem Schluss gekommen, dass sich an dieser Stelle eine Menge Energie einsparen lässt.“

Drehschieberpumpen waren für Durchschnittsbedarf überdimensioniert

Die Verpackungsmaschinen in den beiden Abteilungen werden über zwei getrennte Netze mit Vakuum versorgt. Dieses dient zum Tiefziehen der Folienverpackung sowie zum Evakuieren der eingeschweißten Kartoffeln. In der Abteilung „Baked Potatoes“ arbeiteten bis Ende 2016 zwei Drehschieberpumpen mit einem Saugvolumenstrom von jeweils 250 m³/h, in der Abteilung „Speisekartoffeln“ vier weitere Drehschieberpumpen mit derselben Leistung. Das Problem: Da die Pumpen auf den maximalen Bedarf ausgelegt waren und keine Drehzahlregelung besaßen, lieferten sie über weite Strecken ein viel stärkeres Vakuum, als für die Produktion eigentlich gebraucht wurde. „Die Drehschieberpumpen liefen immer am Maximum“, erläutert Torsten Knuck. „Es gab starke Druckschwankungen, und wenn die Produktion wenig oder keinen Bedarf hatte, gingen die Anlagen auch schon mal runter auf zwei Millibar absolut. Das war natürlich nicht notwendig und hat den Energieverbrauch unnötig in die Höhe getrieben.“

Testpumpe von Atlas Copco überzeugt mit großer Effizienzsteigerung

Die Lösung brachte vor etwa einem Jahr Atlas Copco. Auf das Problem angesprochen, bot das Essener Unternehmen eine neue drehzahlgeregelte Schraubenvakuumpumpe des Typs GHS 900 VSD+ für einen kostenlosen Testbetrieb an. „Wir haben zunächst den bisherigen Energieverbrauch gemessen, es folgten der Umbau des Vakuumsystems und die Integration der Testmaschine, zuletzt wurden dann die Vergleichsdaten ermittelt“, beschreibt Torsten Knuck die Vorgehensweise. „Es zeichnete sich schnell ab, dass wir für die Lastspitzen der Speisekartoffel-Linie die 900er-Maschine mit einem maximalen Saugvolumenstrom von 900 Kubikmetern pro Stunde brauchen. Parallel zum Luftbedarf haben wir den Energieverbrauch gemessen und enorme Einsparpotenziale festgestellt.“ Der Testlauf überzeugte nicht nur den Energiebeauftragten, sondern auch Gerold Schmit, Abteilungsleiter der Produktionsbereiche „Speisekartoffeln“ und „Baked Potatoes“. „Die Produktion wurde durch den Umbau der Vakuumstation nicht beeinflusst“, schildert Schmit seine Beobachtungen zum Probelauf. „Das Vakuum war stabil und hat Lastspitzen zuverlässig abgedeckt. Gleichzeitig wurde deutlich, dass sich die enorme Energie- und damit Kostenersparnis äußerst positiv auf die Bilanz unserer Abteilung auswirken würde.“ Aus diesem Grund entschloss man sich nach rund sechs Wochen, die Testpumpe zu behalten und für die „Baked Potatoes“ eine weitere GHS zu ordern.

Seit März 2017 stehen in der gemeinsamen Vakuumstation eine drehzahlgeregelte Schraubenvakuumpumpe GHS 730 VSD+ sowie die GHS 900 VSD+ aus dem Testbetrieb. Sie versorgen die beiden Netze jeweils mit einem bedarfsgerechten Vakuum bei einem konstanten Druck von 50 mbar absolut. Die GHS 730 VSD+ ersetzt die beiden 250-m³-Bestandspumpen der Abteilung „Baked Potatoes“. In der Spitze liefert die Maschine einen Saugvolumenstrom von 730 m³/h. Im Durchschnitt ist dieser jedoch deutlich geringer und kann über die Drehzahlregelung flexibel angepasst werden. Die Abteilung „Speisekartoffeln“ wird von der GHS 900 VSD+ versorgt, die jeweils mit einer Drehschieberpumpe aus dem Bestand zusammenarbeitet. „Zwei der alten Pumpen sind noch im Netz integriert, und die anderen vier haben wir für eventuellen zukünftigen Bedarf noch behalten“, erläutert Torsten Knuck. Die optimale Zusammenarbeit zwischen neu und alt werde in Kürze eine ES6V-Steuerung von Atlas Copco regeln. Darüber hinaus habe man in dieses Vakuumnetz einen 2000-Liter-Pufferspeicher integriert, um die Bedarfsspitzen nach einem Produktionsstopp direkt bedienen zu können. „Denn wenn die Produktion steht“, so Knuck, „läuft auch die GHS an ihrem absoluten Minimum und braucht dann erst mal eine Sekunde, um das gewünschte Vakuum wieder aufzubauen.“ Sollte eine der Schrauben einmal ausfallen, lassen sich die Netze über einen Bypass miteinander verbinden und können sich so gegenseitig unterstützen.

50 Prozent und 75 Prozent Energieeinsparung

Bereits in den ersten Betriebsmonaten der neuen Schraubenvakuumpumpen wurde ein deutlicher Effizienzsprung gegenüber der bisherigen Lösung deutlich. „Bei den Baked Potatoes lagen wir vorher mit unseren beiden Drehschieberpumpen bei einer Leistungsaufnahme von 12,5 bis 13 Kilowatt, die haben wir jetzt auf unter 4 Kilowatt reduziert“, sagt Torsten Knuck. „Das entspricht einer Energieeinsparung von 75 Prozent oder jährlich 65000 Kilowattstunden. Bei dem System in der Abteilung ‚Speisekartoffeln‘ erreichen wir eine Einsparung von 50 Prozent. Das sind jährlich rund 96000 Kilowattstunden. Die Leistungsaufnahme lag hier vorher bei etwa 25 Kilowatt, heute liegen wir, zusammen mit der Bestandspumpe, bei 12 bis 13 Kilowatt.“

Die erheblichen Einsparungen beruhen auf der ungleichmäßigen Auslastung der Vakuumstation und dem stark schwankenden Saugvolumenstrom, der in der Produktion benötigt wird. „Diese Bedarfsschwankungen können wir mit unseren drehzahlgeregelten Pumpen genau abbilden“, erläutert Wolfgang Holtapel, Technischer Berater für Vakuumtechnik bei Atlas Copco und verantwortlich für das Projekt bei der Wernsing Feinkost GmbH. „Das war vorher mit den Drehschieberpumpen nicht möglich. Wenn die Verpackungsmaschinen eingeschaltet wurden, dann sind die Vakuumpumpen mitgelaufen. Und wenn die Produktion eine Pause hatte oder langsamer lief, dann haben die Pumpen einen tieferen Druck gezogen und kontinuierlich den gleichen Saugvolumenstrom abgeführt. An der drehzahlgeregelten Pumpe stellen wir einen festen Druck ein, und es wird nur das Saugvolumen abgeführt, das gerade für die Produktionsprozesse notwendig ist.“ Vorher sei mit einem konstanten Saugvolumenstrom und einem variablen Druck gearbeitet worden, jetzt profitiere Wernsing von einem konstanten Druck und einen variablen Saugvolumenstrom.

Einfache Installation im laufenden Produktionsbetrieb

Die Installation der beiden neuen Pumpen verlief problemlos und konnte bei laufender Produktion vorgenommen werden. „Wir mussten nur die Rohrleitungsquerschnitte für die Pumpenanschlüsse vergrößern, den Pufferbehälter aufstellen und den Anschluss herstellen“, erläutert Torsten Knuck. „Auf der Produktionsseite mussten wir keinerlei Veränderungen vornehmen.“ Was die datentechnische Vernetzung angehe, so Knuck, laufe die Station derzeit noch autark. Es gebe aber Überlegungen, sie ins Prozessleitsystem des Unternehmens einzubinden.

Um den reibungslosen Betrieb der beiden Pumpen sicherzustellen, hat Wernsing einen Xtended-Warranty+-Vertrag abgeschlossen. Dieses Angebot von Atlas Copco umfasst nicht nur alle Service- und Wartungsleistungen an den Vakuumpumpen im festgelegten Zeitraum, sondern ist darüber hinaus mit einer auf fünf Jahre verlängerten Garantie verbunden. Und während die Vakuumanlage inzwischen immer mehr Mitarbeiter im Unternehmen mit ihrem effizienten, leisen Lauf überzeugt, denkt Torsten Knuck bereits über die nächsten Projekte nach. „Wenn wir die Drehschieberpumpen aus Altersgründen ausmustern müssen, werden wir noch eine weitere Schraubenpumpe anschaffen“, blickt der Energiebeauftragte in die Zukunft. „Ansonsten lassen wir die beiden Schrauben nun erst einmal eine Zeitlang laufen. Wir wollen Erfahrungen mit der neuen Technologie sammeln und das erste Wartungsintervall abwarten. Danach werden wir sehen, ob wir weitere Abteilungen mit Schraubenvakuumpumpen ausrüsten. Da gibt es hier noch einiges zu tun.“

Autorin: Stephanie Banse, Journalistin in Hamburg