Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik GmbH

In der Lagerhalle trocknen die Etiketten auf den Flaschen gut ab; denn die Hallenluft wird von der warmen Kompressoren-Abluft erwärmt und über Ventilatoren an der Decke in Zirkulation gebracht.

Bild: Atlas Copco

Nahezu 100-prozentige Energieausbeute Brauerei trocknet Etiketten mit warmer Kompressoren-Abluft

25.10.2018

Die Brauerei Püls-Bräu in Weismain setzt in der Produktion und Flaschenabfüllung drehzahlgeregelte ZT-Kompressoren von Atlas Copco ein. Dabei hat das Unternehmen die ölfrei verdichtenden Maschinen so in der Lagerhalle positioniert, dass deren Abwärme die feuchten Etiketten vor Auslieferung der Flaschen trocknet.

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Die Brauerei Püls-Bräu in Weismain verkauft neben Bieren auch Erfrischungsgetränke der Eigenmarken Libella, LaVit und Weismainer Mineralwasser. Dabei ist das Unternehmen nicht nur hinsichtlich der Entwicklung neuer Produktlinien oder kundenfreundlicher Gebinde für Innovation offen, sondern auch bei der Ausstattung seiner Produktion.

Die Neuauslegung der Druckluftversorgung soll den Fokus auf Effizienz und Nachhaltigkeit zeigen. Drei ölfrei verdichtende Drehzahnkompressoren von Atlas Copco – zwei davon mit energiesparender Drehzahlregelung – versorgen die Brauerei mit Druckluft. Püls verwendet diese unter anderem für die Flaschenabfüllanlage, die Etikettierung sowie die Flaschengreifer in der Verpackungslinie.

Drehzahlregelung für bedarfsgerechte Druckluft

Wie alle Kompressoren der Z-Reihe bei Atlas Copco stellen die ZTs zu 100 Prozent ölfreie Luft nach ISO 8573-1 Klasse 0 (2010) bereit. „Auch wenn wir die Luft nur als Steuerluft für Ventile – vor allem im Füller und in der CIP-Anlage – sowie zum Abblasen nutzen, muss sie absolut ölfrei sein“, sagt Hans Püls, Geschäftsführer von Püls-Bräu. „Sie kommt zwar nicht direkt mit unseren Produkten in Kontakt, wir wollen aber jegliches Kontaminationsrisiko ausschließen.“

Mittlerweile stehen in der großen Halle, in der die Bier- und Softdrink-Kästen nach der Befüllung der Flaschen auf ihre Abholung warten, drei ZT-Kompressoren auf einem Metallgitter-Podest. Neben dem „kleinen“ ZT 30 haben zwei drehzahlgeregelte Modelle mit 37 und 55 Kilowatt (kW) Leistung Platz gefunden. Durch die Drehzahlregelung der beiden ZTs, die im Produktnamen durch das Kürzel „VSD“ für „Variable Speed Drive“ sichtbar wird, erzeugen diese jeweils nur so viel Luft, wie gerade benötigt wird.

„Der ZT 55 VSD ist unsere neueste Anschaffung“, sagt Püls. „Den haben wir Ende 2017 installiert, zusammen mit einem neuen Palettierer, der mehr Luft benötigte. Das harmonierte besser mit dem größeren Kompressor.“ Der ZT 55 VSD stelle nun die Luftversorgung für die Produktion tagsüber allein sicher. Ein 1.500-Liter-Druckluftbehälter zur Verbesserung des Druckbands und ein FD-Kältetrockner komplettieren die Station in der Lagerhalle.

Etiketten nicht schwimmen lassen

Ein großer Verbraucher sei laut Püls die Abfüll- und Verpackungslinie. „Wenn die alten PET-Flaschen aus der Reinigung kommen, werden sie vor dem Befüllen durch ein Inspektionssystem geschickt, das Fehler oder Verunreinigungen erkennt“, erklärt der Firmenchef. „Damit Wassertropfen nicht als Materialfehler detektiert werden, werden die Flaschen vor der optischen Prüfung mit Luft trockengeblasen.“

Am Ausgang des Inspektionstunnels wird wieder Druckluft benötigt, um fehlerhafte Flaschen mit schnellen Luftstößen vom Band zu blasen. Nach der anschließenden Befüllung, etwa mit Limonaden oder Saftschorlen, werden in der sogenannten Flaschendusche Getränkereste von außen abgespült. Die dann nassen Flaschen werden erneut mit Druckluft getrocknet, damit die Etiketten, die abschließend mit Hilfe von Luft auf die Flasche gepresst werden, nicht „schwimmen“.

Auch bei der Sortierung der Flaschen in Kästen ist Druckluft im Einsatz. Die Greifermodule schließen sich per Druckluft um die Flaschenhälse, um diese zu Dutzenden gleichzeitig vom Band zu nehmen und in die bereitstehenden Kästen zu setzen. Über ein Band werden die fertigen Gebinde zum Palettierer und dann weiter in die Lagerhalle gefördert, in der auch die Kompressoren untergebracht sind.

Warme Abluft ersetzt Heizen

Dort erfüllen die luftgekühlten ZTs eine weitere wichtige Aufgabe: Ihre warme Abluft trocknet die Etiketten auf den Flaschen, die nach Abfüllung, Etikettierung und Sortierung in der Halle ankommen. „Das in Flaschen abgefüllte Bier bringt Feuchtigkeit und Kälte herein“, erklärt Püls. Die Flaschen haben eine Temperatur von etwa 0 °C. „Früher haben wir die Halle geheizt, damit die frisch aufgebrachten Etiketten auf den Flaschen trocknen, jetzt nutzen wir hierfür die Abluft der Kompressoren.“

Die ZTs stehen auf dem etwa drei Meter hohen Podest zentral im Raum. Deckenventilatoren verwirbeln die Luft, sodass sie bestmöglich zirkuliert und die Halle im Winter etwa 5 bis 6 °C, im Sommer 12 bis 13 °C warm ist.

Seit der ZT 55 VSD angeschafft wurde, soll die Energieeffizienz der bis dato schon gut ausgelegten Station noch etwas weiter gestiegen sein. Die Konstellation ZT 55 VSD und ZT 37 VSD arbeitet demnach um etwa drei Prozent effizienter als die Kombi aus ZT 30 und ZT 37 VSD. „Vorher haben wir mit 183 Megawattstunden kalkuliert, heute sind es unter gleichen Bedingungen 178 Megawattstunden im Jahr“, sagt Püls.

Alle Druckluftleitungen sind in VA-Edelstahl und mit großen Durchmessern von DN 80 und DN 100 ausgeführt. „Denn je größer der Querschnitt, umso geringer sind die Druckverluste“, weiß Püls. Zusammen mit der eingesparten Heizenergie in der Lagerhalle konnte die Brauerei ihre Energieeffizienz somit noch weiter steigern.

Auslastung nach Tageszeit und Wochentag

Druckbänder und Laufzeiten der Kompressoren haben die Weismainer den Produktionszeiten entsprechend festgelegt. Der Ansprechpartner von Atlas Copco hatte den Druckluftbedarf der Brauerei gemessen und eine Simulation durchgeführt, um die optimale Auslastung der Kompressoren zu ermitteln.

Von Montag bis Freitag versorgt nun der ZT 55 VSD tagsüber das Druckluftnetz mit 6,5 bis 6,7 bar, nachts übernimmt der ZT 37 VSD. Dieser erzeugt genug Luft für das Sudhaus, in dem auch nachts gekocht wird; die Füllerei steht in der Nacht. Am Wochenende werden laut Hans Püls nur geringe Mengen Luft für die Kühlanlage und die Gärung benötigt, um Ventile geschlossen und Fühler unter Druck zu halten. Hier reiche ein Druckband im Bereich um 5,5 bar, das ebenfalls der 37-kW-Kompressor liefere.

„Den 30-kW-Kompressor halten wir mittlerweile nur noch als Standby-Maschine für mögliche Ausfälle oder Wartung in Betrieb“, erklärt Püls. „Damit er funktionsfähig bleibt, schalten wir ihn sonntags für ein paar Stunden an.“ Bei höherem Luftbedarf und wenn der Druck abfällt, schaltet sich jeweils eine andere Maschine dazu. „Wir haben ebenfalls festgelegt, wann welcher Kompressor als Reserve bereitsteht, um bei Bedarf Luft zu ergänzen.“

Energiereiche Wärmerückgewinnung

Für größtmögliche Betriebssicherheit hat Püls insgesamt etwa 170 Prozent Redundanz eingebaut. „Die beiden kleinen Kompressoren hätten im Prinzip für unseren Bedarf ausgereicht“, sagt Püls. „Aber der 30-kW-ZT müsste allmählich überholt werden, und wir wollten kein Risiko eingehen.“ Eine neue Palettieranlage hat Püls gerade angeschafft und plant, die Abfüllanlage demnächst gegen ein neues Modell zu ersetzen, das 36.000 Flaschen pro Stunde schafft.

„Durch die Drehzahlregelung und die Wärmerückgewinnung verwenden wir die Energie zu fast 100 Prozent“, freut sich der Brauereiinhaber. Durch die Regelbarkeit der ZT 37 VSD und ZT 55 VSD komme es bei Püls-Bräu kaum noch zu Luftverlusten.

Bildergalerie

  • Hans Püls, Inhaber der Püls-Brauerei in Weismain, ist mit der Leistung der ölfrei verdichtenden Drehzahnkompressoren von Atlas Copco sehr zufrieden.

    Bild: Atlas Copco

  • Die Druckluftstation steht in der Lagerhalle. Mit der warmen Abluft wird die Halle erwärmt, sodass die Etiketten auf den frisch abgefüllten Flaschen schnell trocknen. Früher musste hier geheizt werden.

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  • Der drehzahlgeregelte ZT 55 VSD erzeugt die benötigte Druckluft tagsüber allein, nachts läuft der kleinere ZT 37 VSD (in der Mitte der Station).

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  • Der Windkessel beruhigt das Druckluftnetz und gleicht plötzliche Schwankungen aus. Rechts daneben der Kältetrockner.

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  • Der Kältetrockner FD 185 bereitet die Druckluft für einen Drucktaupunkt von 3 °C auf.

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  • Auf dem Display der Kompressorsteuerung sind der aktuelle Druck sowie die Auslastung zu sehen, die wegen des drehzahlgeregelten Motors schwankt. Erzeugt wird nur so viel Druckluft, wie die Abfüll-, Etikettier- und Verpackungslinien der Brauerei jeweils gerade benötigen.

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  • Fehlerhafte oder nicht perfekt saubere Flaschen werden am Ende des Inspektionstunnels per Druckluft aus der Linie gestoßen.

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  • Eine Etikettierstation. Unter den Eigenmarken Libella und LaVit verkauft Püls-Bräu auch diverse Erfrischungsgetränke.

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  • Der Flaschenaus- und -einpacker nimmt gleichzeitig 100 Flaschen auf - die Inhalte für fünf Kästen zu je 20 Flaschen. Die Greifstutzen werden mit Druckluft beaufschlagt, verengen sich dadurch und können die Flaschen am Hals festhalten.

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  • Der Palettierroboter greift jeweils acht Kästen auf einmal und setzt 40 Kästen auf jede Europalette.

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