Industrie 4.0: Selbstregelnde Vakuumpumpe spart Energie

Publiziert

Als erster deutscher Fleischverarbeiter hat die EG Fleischwarenfabrik Dieter Hein GmbH & Co. KG ein zentrales Vakuumsystem mit der neuen Vakuumpumpe R 5 0760 A PLUS von Busch ausgerüstet. Das Unternehmen ist damit bereit für Industrie 4.0 und nutzt gleichzeitig ein hohes Energieeinsparpotenzial.

Bereits vor über 80 Jahren beginnt die Geschichte der Fleischwarenfabrik Dieter Hein mit einem Fleischereibetrieb in Görlitz, der von Fleischermeister Georg Hein gegründet wurde.

Als Vollsortimenter produziert und verpackt die EG Fleischwarenfabrik Dieter Hein GmbH & Co. KG alle Arten von Fleisch- und Wurstspezialitäten für Kunden in ganz Europa und den USA. Als umweltbewusstes Unternehmen wurde schon seit jeher auf ressourcenschonende und energieeffiziente Produktion geachtet. Deshalb wurde bereits vor einigen Jahren die Vakuumversorgung für die Verpackungsmaschinen zentralisiert.

Umweltbewusstes Traditionsunternehmen

Im Verarbeitungsbetrieb in Hasbergen wird im Drei-Schicht-Betrieb mit über 300 Mitarbeitern gearbeitet, wobei die dritte Schicht zum Reinigen genutzt wird. Verpackt wird auf insgesamt neun Tiefziehautomaten. Diese sind an eine zentrale Vakuumversorgung angeschlossen, die vollautomatisch und bedarfsabhängig arbeitet. Ein Vakuumpumpstand sorgt für das Grobvakuum zur Vorevakuierung der Verpackungskammern auf 45 Millibar. Ein Feinvakuumpumpstand wird über Steuerventile zugeschaltet, wenn diese 45 Millibar erreicht sind, um in einem zweiten Evakuierungsschritt die Verpackung auf ein Vakuumniveau von 3 bis 4 Millibar zu senken. Ein drittes Vakuummodul sorgt für das Vakuum zum Tiefziehen der Unterfolie in der Formstation jeder einzelnen Verpackungsmaschine.

Um den Energieverbrauch möglichst noch weiter zu senken, haben sich Thomas Pelke als Leiter der Instandhaltung und Bernd Wörner als Verantwortlicher für den Bereich Energie dazu entschieden, zu Testzwecken die neue Drehschieber-Vakuumpumpe R 5 0760 A PLUS von Busch einzusetzen. Diese Vakuumpumpe, hat serienmässig einen frequenzgeregelten Motor und eine integrierte Steuerung. Über einen Drucksensor wird permanent das Vakuumniveau am Eingang zur Vakuumpumpe gemessen. Dadurch kann die R 5 0760 A PLUS schnell auf etwaige Bedarfsänderung reagieren und durch die Drehzahl das Saugvermögen dem tatsächlichen Bedarf anpassen. Der Regelbereich liegt zwischen 35 und 60 Hertz, was einem Saugvermögen von 440 bis 760 Kubikmeter pro Stunde entspricht.

Ende 2018 wurde die neue Vakuumpumpe in die zentrale Vakuumversorgung integriert und ersetzte eine über 20 Jahre alte, ungeregelte Drehschieber-Vakuumpumpe. Die neue Vakuumpumpe wurde nicht an die Steuerung der zentralen Vakuumversorgung angeschlossen, da sie sich selbst regelt. Die Programmierung der Steuerung erfolgte über das integrierte Display und beschränkte sich auf das Einstellen des gewünschten Vakuumniveaus auf 45 Millibar.

Vorteile in der Praxis bestätigt

Bereits nach wenigen Wochen Betriebszeit zeigten sich die Vorteile dieser intelligenten Vakuumpumpe. Beim zentralen Vakuumsystem konnte es vorkommen, dass das Grobvakuum zusammenbrach, wenn abrupt von mehreren Verpackungsmaschinen ein hohes Saugvermögen gefordert wurde und zuvor die Vakuumpumpe ausgeschaltet war, weil das nötige Vakuumniveau vorlag. Die ungeregelte Vakuumpumpe musste dann erst hochfahren und erreichte das volle Saugvermögen von 630 Kubikmeter pro Stunde nur zeitverzögert.

Die neue R 5 0760 A PLUS verharrt bei einer Drehzahl von 35 Hertz. Bei dieser Drehzahl hat die Vakuumpumpe eine Leistungsaufnahme von ungefähr 60 bis 70 Prozent der Motornennleistung von 18,5 Kilowatt und hält dabei das eingestellte Vakuumniveau. Steigt das Saugvermögen nun plötzlich an, weil beispielsweise mehrere Verpackungsmaschinen zeitgleich eingeschalten werden und gleich getaktet arbeiten, reagiert die R 5 PLUS sofort und kann bis zu 120 Prozent Leistung erbringen, bis die Bedarfsspitze wieder abgefl aut ist.

Durch das 7,5-Zoll-Display hat Bernd Wörner die aufgezeichneten Daten stets im Blick. Er hat dabei festgestellt, dass im Durchschnitt die R 5 PLUS nur mit 60 Prozent ihrer Leistung fährt. Da sie dabei das eingestellte Vakuumniveau hält, nimmt sie ohnehin nur 60 bis 70 Prozent der Motornennleistung an Strom auf. Davon ausgehend, ergibt sich eine tatsächliche Stromaufnahme des Motors der Vakuumpumpe von ungefähr 6 bis 8 Kilowatt . Dies lässt sich auf dem Display direkt ablesen, was sehr hilfreich sein kann, wenn man während des laufenden Betriebs das maximale Energieeinsparpotenzial ausreizen will, ohne dass die Verpackungsqualität oder die Taktzeit negativ beeinfl usst werden. Die permanente Speicherung der Daten durch den eingebauten PLC ermöglicht auch die aufgezeichneten Daten über einen langen Zeitraum zu analysieren. Noch einen Vorteil hat Bernd Wörner sofort nach der Inbetriebnahme erkannt: «Man hört die Pumpe überhaupt nicht.» Tatsächlich hat die Vakuumpumpe einen Schalldruckpegel von nur 70 dB(A) bei maximaler Drehzahl.

Bernd Wörner zeigt sich als Energie-Verantwortlicher bei der Firma Dieter Hein mit dem Resultat des Testbetriebs sehr zufrieden. Neben den zusätzlichen Energieeinsparungen bietet diese Vakuumpumpe die Möglichkeit, sich exakt den Leistungsbedarfen der Verpackungsmaschinen anzupassen, mit dem integrierten PLC permanent Daten zu erfassen und aufzuzeichnen und diese mit dem PLC der Verpackungsmaschine oder der SPS-Steuerung zu verknüpfen.

▶ www.buschvacuum.com/ch

Uli Merkle ist Head of Marketing Services bei der Busch Dienste GmbH.

EVENTS

ISM

Weltleitmesse für Süsswaren und Snacks

Datum: 02. - 05. Februar 2020

Ort: Köln (D)

Pro Sweet Cologne

Internationale Zuliefermesse für Süsswaren- und Snackindustrie

Datum: 02. - 05. Februar 2020

Ort: Köln (D)

aqua pro gaz

DIE SCHWEIZER MESSE DER TRINKWASSER-, ABWASSER- UND GASFACHLEUTES

Datum: 05. - 07. Februar 2020

Ort: Bulle (CH)

Fruit Logistica

Weltweite Messe aller Frisch-Produkte

Datum: 05. - 07. Februar 2020

Ort: Berlin (D)

Solids Schweiz

Schweizer Fachmesse für Pulver-, Granulat- und Schüttguttechnologien

Datum: 12. - 13. Februar 2020

Ort: Zürich (CH)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 12. - 13. Februar 2020

Ort: Zürich (CH)

BioFach

Weltleitmesse für Bio-Lebensmittel

Datum: 12. - 15. Februar 2020

Ort: Nürnberg (D)

EuroShop

Fachmesse für den Investitionsbedarf des Handels

Datum: 16. - 20. Februar 2020

Ort: Düsseldorf (D)

Command Control CMD_CTRL

Erleben Sie auf der Command Control, wie Cyber Security zum Wachstumshebel für Ihr Unternehmen wird und wie Sie die Chancen der Digitalisierung voll nutzen können!

Datum: 03. - 04. März 2020

Ort: München (D)

Ostschweizer Food Forum

Genuss im Wandel - Zwischen Generationen, Grenzen, Gesellschaften und Geschäftsmodellen

Datum: 05. März 2020

Ort: Olma Halle 9.0, St. Gallen (CH)

LogiMat

Internationale Fachmesse für Intralogistik

Datum: 10. - 12. März 2020

Ort: Stuttgart (D)

14. Schweizer Planertag

Treffpunkt der Planer, Ingenieure und Installateure

Datum: 10. März 2020

Ort: Campussaal Brugg (CH)

AM Expo

Formen und Bauteile aus dem Drucker

Datum: 03. - 04. März 2020

Ort: Luzern (CH)

INTERNORGA

Leitmesse für den Ausser-Haus-Markt

Datum: 13. - 17. März 2020

Ort: Hamburg (D)

LOPEC

International führende Fachmesse mit Kongress für Gedruckte Elektronik

Datum: 24. - 26. März 2020

Ort: München (D)

Hannover Messe

Weltleitmesse der Industrie

Datum: 20. - 24. April 2020

Ort: Hannover (D)

Lebensmitteltag

Die führende schweizerische Lebensmittelfachtagung von bio.inspecta und SQS

Datum: 02. April 2020

Ort: Luzern (CH)

Empack Schweiz

The Future of Packaging Technology

Datum: 22. - 23. April 2020

Ort: Zürich (CH)

CEMAT

Internationale Ausstellung für Material Handling und Logistik

Datum: 20. - 24. April 2020

Ort: Hannover (D)

analytica

Leitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie und analytica conference

Datum: 21. - 24. April 2020

Ort: München (D)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 07. - 13. Mai 2020

Ort: Düsseldorf (D)

IFAT

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft

Datum: 04. - 08. Mai 2020

Ort: München (D)

ArbeitsSicherheitSchweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz & Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 26. - 28. Mai 2020

Ort: Bern (CH)

Automatica

Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 16. - 19. Juni 2020

Ort: München (D)

Agro Food Innovation Forum

Die professionelle Austauschplattform für Innovationen und Start-ups

Datum: 18. Juni 2020

Ort: Fribourg (CH)

SINDEX

Schweizer Messe für industrielle Automatisierung

Datum: 01. - 03. September 2020

Ort: Bern (CH)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 29. September - 01. Oktober 2020

Ort: Nürnberg (D)

Ilmac Lausanne

Networking. Forum. Aussteller

Datum: 07. - 08. Oktober 2020

Ort: Lausanne (CH)

Chillventa

Fachmesse für Energieeffizienz

Datum: 13. - 15. Oktober 2020

Ort: Nürnberg (D)

SIAL

Fachmesse für Nahrungsmittel-Innovationen

Datum: 18. - 22. Oktober 2020

Ort: Paris (F)

SÜFFA

Die Fachmesse für die Fleischbranche

Datum: 07. - 09. November 2020

Ort: Stuttgart (D)

all4pack Paris

The global marketplace for Packaging Processing Printing Handling

Datum: 23. - 26. November 2020

Ort: Paris (F)

Pumps & Valves

Fachmesse für Pumpen- und Ventiltechnik

Datum: 10. - 11. Februar 2021

Ort: Zürich (CH)

Anuga FoodTec

Internationale Zuliefermesse für die Lebensmittel-und Getränkeindustrie

Datum: 23. - 26. März 2021

Ort: Köln (D)

Achema

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

Datum: 14. - 18. Juni 2021

Ort: Frankfurt am Main (D)

FBK

Schweizer Fachmesse für Bäckerei-, Konditorei- und Confiseriebedarf

Datum: 20. - 23. Juni 2021

Ort: Bern (CH)

Drinktec Deutschland

Auf der Weltleitmesse der Getränke- und Liquid-Food-Industrie

Datum: 13. - 17. September 2021

Ort: München (D)

Mefa

Fachmesse für Fleischwirtschaft und Lebensmittelproduktion

Datum: 20. - 24. November 2021

Ort: Basel (CH)

Bezugsquellenverzeichnis