Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik GmbH

In Neukühschwitz bei Rehau betreibt Böhme die zweitgrößte Wertstoffsortieranlage Bayerns.

Bild: Böhme

Druckluft in der Abfallverwertung So machen Kompressoren Recycling effizienter

17.07.2019

Drei drehzahlgeregelte Schraubenkompressoren versorgen die Wertstoffsortieranlage der Firma Böhme mit Druckluft. Aufgrund der rauen Umgebungsbedingungen fiel die Wahl auf eine Containerlösung. Diese schützt die Maschinen, reduziert Ausfallzeiten und stellt die benötigte Druckluftqualität sicher.

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Der Firma Böhme aus Neukühschwitz bei Rehau ist es wichtig, dass aus sortierten Fraktionen wieder etwas Sinnvolles entsteht. Was die stoffliche Verwertungsquote angeht, zählt sich das Unternehmen zu den Top 3 in Deutschland.

„Wir erreichen hier eine sehr hohe Quote von über 50 Prozent und ermöglichen ein hochwertiges stoffliches Recycling: zu neuen Produkten, Granulaten oder Papierfasern“, beschreibt Anlagenbetreiber Stefan Böhme. „Metall geht ins Stahlwerk, Alu wird im sogenannten Umschmelzverfahren gereinigt und aufbereitet. Aus dem Sortierrest lassen wir einen Ersatzbrennstoff herstellen, der beispielsweise im Zementwerk Öl oder Gas ersetzt.“

2018 wurden in Böhmes Anlage rund 70.000 t an Leichtverpackungen sortiert, etwa zehnmal so viel wie bei der Gründung des Standortes vor 22 Jahren. „Anfangs hatten wir 14 Leute, die in einer Schicht an fünf Förderbändern standen und manuell sortiert haben“, erinnert sich Stefan Böhme. Seitdem wurde die Anlage stetig erweitert und automatisiert. Inzwischen wird nur noch wenig von Hand sortiert; die meisten Handsortierkräfte haben im Unternehmen andere Aufgaben übernommen. Heute beschäftigt Böhme insgesamt 115 Mitarbeiter.

Druckluftbedarf steigt mit dem Automatisierungsgrad

Die Sortierung der Kunststoffe erledigen mittlerweile unter anderem sogenannte Nahinfrarotgeräte. Sie scannen das Material, erkennen in Sekundenbruchteilen eine zuvor programmierte Fraktion wie beispielsweise Polypropylen und Polyethylen (PP/PE) und senden dann einen Luftimpuls, der das gewünschte Material über einen Trennscheitel auf ein Förderband schießt. Neun dieser Maschinen sind inzwischen im Einsatz. Hinzu kommt noch ein Filmsorter, der nach demselben Prinzip arbeitet und speziell für die Erkennung von Folien eingesetzt wird.

Mit steigendem Automatisierungsgrad ist auch der Druckluftbedarf bei Böhme stetig gestiegen. Ende 2017 kamen die vier vorhandenen Kompressoren, die in einem offenen Container untergebracht waren, an ihre Grenzen. „Wir wollten mal wieder neue Aggregate in die Sortieranlage einbinden, und dabei stellte sich dann die Frage nach einer passenden Druckluftversorgung“, berichtet Lars Hillebrand, Assistent der Geschäftsführung. Er ist auch für den Aufbau der neuen Druckluftstation verantwortlich. „Unsere Kompressoren waren schon sehr verschlissen und liefen am Limit. Redundanz hatten wir keine, sodass wir die Produktion bei Störungen nur noch teilweise aufrechterhalten konnten.“

Drehzahlregelung für Bedarfsschwankungen

Bei seiner Internetrecherche nach möglichen Lösungen und Herstellern stieß Hillebrand auf die Kompressoren von Atlas Copco. „Der Zeitplan für die Umsetzung war ambitioniert“, erinnert sich Sevket Suzan, technischer Berater bei Atlas Copco. „Schon im April 2018 sollte die Anlage von der neuen Druckluftstation versorgt werden.“

Da war es hilfreich, dass das Institut für Energie und Umwelt (BFE) parallel bereits eine Druckluftverbrauchsmessung durchgeführt hatte. Das BFE unterstützte Böhme auch bei der Durchführung eines Energieaudits gemäß EN 16247, das alle Einsparmöglichkeiten im Unternehmen auslotete und die Drucklufterzeugung als großen Energieverbraucher unter die Lupe nahm.

„Nach der Erweiterung der Sortieranlage wurde ein Druckluftbedarf von 28 m3/min bei einem Betriebsüberdruck zwischen 7 und 8 bar erwartet“, erklärt Suzan. „Daraufhin schlugen wir eine Anlage mit drei Kompressoren vor, die jederzeit 30 m3/min liefern kann – auch wenn eine der Maschinen ausfällt.“

Wegen der hohen Bedarfsschwankungen fiel die Wahl auf den Einsatz drehzahlgeregelter Kompressoren. Mit ihnen ließ sich exakt die Druckluftmenge erzeugen, die in der Sortieranlage benötigt wurde.

Bayerisch-Sibirien stellt hohe Anforderungen

Bei den drei Maschinen der neuen Druckluftstation handelte es sich um öleingespritzte Schraubenkompressoren vom Typ GA 75 VSD+, wovon einer als Redundanz dient. „Trotz der Reservemaschine können wir damit einen Grundlastwechsel generieren, weil die drei Maschinen gleich groß sind. Auf diese Weise lasten wir sie gleichmäßig aus“, erklärt Suzan.

Die GA-VSD+-Kompressoren sind mit einer Drehzahlregelung der neuesten Generation und energiesparenden Permanentmagnetmotoren ausgestattet. Mit ihnen sollen sich im Vergleich zu einer schlecht ausgelasteten Drucklufterzeugung mit Last-Leerlauf-Regelung Energieeinsparungen von bis zu 50 Prozent erzielen lassen. Im Vergleich zur Vorgängergeneration waren die Maschinen um gut 9 Prozent effizienter.

Die erzeugte Druckluft gelangt in eine Sammelleitung und durchläuft mehrere Aufbereitungsstufen. Wegen der extrem kalten Winter lag ein besonderes Augenmerk auf der Drucklufttrocknung. „In der warmen Jahreszeit erzeugen wir kältegetrocknete Druckluft mit einem Taupunkt von 3 °C“, erklärt Hillebrand. „In den Wintermonaten ist diese Gegend hier jedoch als Bayerisch-Sibirien bekannt; und da wir Außenleitungen haben, besteht immer die Gefahr, dass Wasser kondensiert. Um dem vorzubeugen, haben wir zwei Adsorptionstrockner mit im Konzept.“

Die Druckluft durchläuft dann sowohl den drehzahlgeregelten Kältetrockner vom Typ FD 760 VSD als auch einen warmregenerierenden Adsorptionstrockner BD 550+. Sie enthält dadurch deutlich weniger Feuchtigkeit: In dem Fall liegt der Drucktaupunkt bei -40 °C.

Kompressoren und Trockner flexibel kombinieren

„Wir haben das System so aufgebaut, dass wir Kompressoren und Trockner flexibel miteinander kombinieren können und so für alle Fälle gerüstet sind“, beschreibt Suzan die Lösung. „Dafür steht uns zur Sicherheit auch noch ein kaltregenerierender Trockner vom Typ CD 550+ zur Verfügung. Der würde zum Zuge kommen, wenn in den Wintermonaten der warmregenerierende Trockner ausfällt. Wird der Kältetrockner gewartet, können wir auch nur über den Adsorptionstrockner fahren.“

Beim warmregenerierenden Adsorptionstrockner handelt es sich um ein Gerät in der Ausführung Zero Purge. Das heißt, der Regenerationsprozess des Trockenmittels kommt komplett ohne Spülluft aus. „Wir eliminieren die Feuchtigkeit mittels Zusatzheizung aus dem Trockenbett“, erläutert Suzan. „Denn die elektrische Heizung ist hier effizienter als die Erzeugung von Spülluft über die Kompressoren.“ Beim kaltregenerierenden Trockner liege der Spülluftbedarf je nach Temperatur und Volumenstrom bei 15 bis 30 Prozent der Kompressorleistung.

Optimizer 4.0 sichert effizienten Betrieb

Neben den Trocknern umfasst die Druckluftaufbereitung zwei UD+-Filter sowie zwei Staubfilter, die den Adsorptionstrocknern nachgeschaltet sind. Koordiniert wird die komplette Drucklufterzeugung über die neue Optimizer-4.0-Steuerung von Atlas Copco. „Wir können hier ein sehr enges Druckband von ±0,1 bar fahren, auch weil wir für das Konzept drehzahlgeregelte Maschinen ausgewählt haben“, sagt Suzan.

Es sei außerdem ein Alleinstellungsmerkmal von Atlas Copco, den drehzahlgeregelten Kompressoren im Verbund nicht nur ein Anforderungssignal weiterzugeben und die Regelung der Maschine zu überlassen, sondern über den Optimizer 4.0 klar vorzugeben, mit welcher Drehzahl der Kompressor fahren soll. „Damit stellen wir beim gleichzeitigen Betrieb der drehzahlgeregelten Maschinen sicher, dass diese im effizienten Bereich arbeiten“, erklärt Suzan.

Container schützt vor Dreck und Feuchtigkeit

Die Druckluftstation ist in zwei parallel verbundenen 40-Fuß-High-Cube-Containern untergebracht. In ihnen herrscht eine fast hermetische Atmosphäre, da die benötigte Außenluft über Filtermatten gereinigt wird. „Der Container ist die beste Lösung, die wir hier umsetzen konnten“, betont Hillebrand. Die Aggregate stehen sauber und trocken, bei Bedarf könne die komplette Station verlegt werden. „Wir haben hier eine hohe Staubbelastung, viel Dreck und Feuchtigkeit. Das ist natürlich Gift für die Maschinen.“

Die Kompressoren konnten im Container bereits vorinstalliert werden. Die Umstellung von der alten auf die neue Druckluftstation dauerte dann lediglich einen halben Tag, da nur noch die Medienanschlüsse im Plug-&-Play-Verfahren verbunden werden mussten.

Visualisierung und Monitoring

Über den Optimizer 4.0 und die Software Smartview von Atlas Copco wird die Druckluftanlage visualisiert und die erzeugte Druckluftmenge dokumentiert. Im Gegensatz zum internetbasierten Datenüberwachungsservice Smartlink des Herstellers müssen die Daten dafür das Unternehmen nicht verlassen. Sie werden allerdings auch nicht von den Druckluftexperten von Atlas Copco aufbereitet, sondern müssen intern analysiert und ausgewertet werden.

„Aktuell sind wir dabei, die kompletten Verbrauchsdaten unserer Sortieranlage inklusive Druckluft zusammenzuführen“, berichtet Tamara Munzert, die bei Böhme für Energiemanagement, IT und Marketing zuständig ist. „Die notwendigen Messgeräte sind bereits eingebaut, sodass wir dann den Energieverbrauch bis zum kleinsten Gerät nachweisen können.“ Das sei Voraussetzung für das Energieaudit gemäß EN 16247.

BAFA-Förderung von 30 Prozent

Durch den Einsatz der GA-VSD+-Kompressoren ist einerseits der Stromverbrauch bei Böhme merklich gesunken; zum anderen wurden Maschinen, Steuerung und Installation der Anlage mit 30 Prozent vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert. „Zum Stromverbrauch haben wir zwar noch keinen Langzeitwert, aber der wird sich durch die drehzahlgeregelten Maschinen definitiv verbessern“, ist sich Hillebrand sicher.

Bei der Investition sei es aber nicht nur um Energieeffizienz gegangen, sondern vor allem um Zuverlässigkeit und einen störungsfreien Betrieb. „Durch die volle Redundanz haben wir nun keine Ausfallzeiten mehr, die auf die Druckluft zurückzuführen wären“, zieht Hillebrand Bilanz. „Und die saubere Containerlösung hat darüber hinaus den Wartungsaufwand minimiert.“

Als nächster Schritt steht nun die Installation einer Wärmerückgewinnung für die Druckluftstation und ihre Einbindung ins bestehende Heizungssystem an. Denn auch in Sachen Energieeffizienz bleibt Stefan Böhme seinem Motto treu, „möglichst viel herauszuholen“.

Zusatzinformationen zu Böhme

Seit 1985 erfasst, sortiert und vermarktet Böhme Wertstoffe. In der 1996 eröffneten Hauptgeschäftsstelle in Neukühschwitz bei Rehau und einer Niederlassung in Oberpferdt bei Konradsreuth arbeiten heute insgesamt 115 Mitarbeiter, der Umsatz lag 2017 bei 14,8 Millionen Euro.

Der nach § 56 des Kreislaufwirtschaftsgesetzes (KrWG) zertifizierte Entsorgungsfachbetrieb betreibt unter anderem die größte Sortieranlage für Leichtverpackungen für die Dualen Systeme Deutschland in Nordbayern. Darüber hinaus stellt das Unternehmen öffentliche Behälter in den Landkreisen Hof und Wunsiedel bereit und fährt die gesammelten Wertstoffe ab. 2015 hat in Neukühschwitz zudem eine der modernsten Sortieranlagen für Papier ihren Betrieb aufgenommen.

Bildergalerie

  • Das Verwertungsunternehmen Böhme sammelt, sortiert und vermarktet jährlich unter anderem 70.000 t an Leichtverpackungen für die dualen Systeme.

    Bild: Böhme

  • Die komplette Druckluftstation ist in zwei parallel miteinander verbundenen 40-Fuß-High-Cube-Containern untergebracht.

    Bild: Atlas Copco

  • In der neuen Druckluftstation arbeiten drei öleingespritzte Schraubenkompressoren vom Typ GA 75 VSD+, einer davon als Redundanz.

    Bild: Atlas Copco

  • In den Sommermonaten stellt ein drehzahlgeregelter Kältetrockner vom Typ FD 760 VSD einen Drucktaupunkt von 3 °C sicher.

    Bild: Atlas Copco

  • In der kalten Jahreszeit wird der Kältetrockner mit einem warmregenerierenden Adsorptionstrockner vom Typ BD 550+ Zero Purge kombiniert. Zero Purge bedeutet, dass der Regenerationsprozess des Trockenmittels komplett ohne Spülluft auskommt.

    Bild: Atlas Copco

  • Ein kaltregenerierender Adsorptionstrockner vom Typ CD 550+ steht als Redundanz zur Verfügung.

    Bild: Atlas Copco

  • Die komplette Drucklufterzeugung wird über den Optimizer 4.0 von Atlas Copco gesteuert. Er sorgt dafür, dass die drehzahlgeregelten Maschinen immer am optimalen Betriebspunkt laufen.

    Bild: Atlas Copco

  • Anlagenbetreiber Stefan Böhme: „Es war immer unsere Philosophie, nicht nur das zu tun, was uns der Gesetzgeber vorschreibt, sondern mit den gegebenen technischen Möglichkeiten so viel Material wie möglich aus den gesammelten Wertstoffen herauszuholen und wiederzuverwerten.“

    Bild: Böhme

  • Lars Hillebrand ist Assistenz der Böhme-Geschäftsführung und für das Druckluftprojekt verantwortlich.

    Bild: Atlas Copco

  • Tamara Munzert ist bei Böhme für Energiemanagement, IT und Marketing zuständig.

    Bild: Atlas Copco

  • Sevket Suzan ist technischer Berater bei Atlas Copco.

    Bild: Atlas Copco

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