Blaue Maschine mit diversen Rohren und Turbinen.

Die neue Kälteerzeugung im Sensoplast-Werk Oberhonnefeld. (Bild: L&R Kältetechnik)

Sensoplast produziert täglich mehrere Millionen Verpackungskomponenten aus Kunststoff, Elastomer und Pharmaglas. Spezialisiert hat sich das Unternehmen auf Schraubverschluss- und Dosiersysteme für die Pharmaindustrie. Die Produktion an den beiden Standorten in Oberhonnefeld und Daufenbach ist weitgehend automatisiert und auf höchste Hygienestandards ausgelegt. Verarbeitet werden dort ausschließlich hochwertige Kunststoff-Granulate mit pharmazeutischer Zulassung.

Temperatur als Führungsgröße

Mann mit blauem Hemd und Brille.
Georg Hesse, Vertrieb Kälteanlagen, L&R Kältetechnik. (Bild: L&R Kältetechnik)

Bei dem hohen Durchsatz und den sehr hohen Qualitätsansprüchen ist die Temperatur eine wichtige Führungsgröße im Spritzgießprozess. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Versorgung der zahlreichen Spritzgießmaschinen mit exakt temperiertem Kühlwasser. Bei dieser Aufgabe setzt das Unternehmen traditionell auf die Anlagen und die Expertise von L&R Kältetechnik. Schon 2013 projektierte und lieferte L&R die erste Kälteanlage, die damals noch Kälte für den Hydraulik- und den Werkzeugkreislauf bereitstellte. Vier Jahre später wurde die Hydraulikkühlung vom Werkzeugkreis getrennt, um Energie zu sparen und den erhöhten Leistungsbedarf bei der Werkzeugkühlung abzudecken.

Kälteleistung und Energieeffizienz steigern

Nun ergab sich aus einer nochmaligen Produktionserweiterung im Werk Oberhonnefeld der Anlass, die bestehende Anlage umzubauen und zu erweitern. Die bisherige Kälteleistung von circa 100 kW sollte um 150 kW aufgestockt werden. Wie bei Industrie-Kälteanlagen üblich, ist die Kälteerzeugung als Splitanlage ausgeführt: Die Kältemaschine ist im Innenbereich aufgestellt und der Kondensator, der die Wärme abführt, außen. Kernstück der Anlage ist ein Bitzer-Schraubenverdichter neuester Bauart mit L&R Vari-Kon Regelung. Bei hohen Umgebungstemperaturen im Sommer ermöglicht diese Art der Anlagenregelung eine sehr gute Leistungsstabilität. Bei niedrigeren Umgebungstemperaturen spart die gleitende Kondensationsdruckregelung bis zu 40 % Energie. Als umweltfreundliches Sicherheitskältemittel wird R 513a mit einem GWP von 631 eingesetzt.

Nachhaltig Energie sparen

Zugleich wurde eine zusätzliche Freikühleranlage in den Kältekreislauf integriert. Das ermöglicht die Rückkühlung des Kühlwassers mit Kälte aus der Umgebung und spart bei Außentemperaturen unterhalb von circa 15 °C einen erheblichen Anteil an kältebezogenen Energie- kosten. Deshalb sollte der auch als Winterentlastung bezeichnete Freikühler eine Leistung von 250 kW aufweisen und somit in der Lage sein, nicht nur die neue, sondern auch die vorhandene Kälteanlage zu entlasten. Ziel war es, nicht nur mehr Kälteleistung für die erweiterte produzierende Kunststoffverarbeitung bereitzustellen. Zugleich sollte auch die Energieeffizienz der Kältetechnik gesteigert werden. Das Unternehmen berücksichtigt bei allen Investitionsprojekten stets die Umweltauswirkungen und den Leitgedanken der Nachhaltigkeit – in allen Aspekten. So ist Sensoplast gemäß dem „Null-Granulat-Verlust“-Ansatz zertifiziert, damit kein Körnchen Kunststoff unkontrolliert in die Umwelt gerät. Die Recyclingquote der Materialien, die in der Produktion anfallen, liegt bei 100 %. Bei der Anschaffung von Maschinen und Anlagen werden grundsätzlich Faktoren wie Energieeffizienz, Schallemission und Ressourcenschonung als wesentliche Entscheidungsgrundlagen einbezogen, und nahezu alle Gebäudedächer beherbergen große Photovoltaikanlagen zur Eigenstromversorgung.

Weißer Schaltbauschrank.
Die Steuerungstechnik aus dem L&R-eigenen Schaltschrankbau spielt bei der Kälteanlage von Sensoplast eine wichtige Rolle, denn mit 1 bis 2 K ist die Spreizung zwischen Vor- und Rücklauftemperatur äußerst gering. (Bild: L&R Kältetechnik)

Wo lagen die Herausforderungen?

Bei der Projektierung der Anlage gab es einige Fallstricke zu beachten. Mit 1 bis 2 K ist die Spreizung zwischen Vor- und Rücklauftemperatur äußerst gering. Die Temperaturführung muss also sehr präzise sein. Dieser Faktor musste bei der Auslegung sämtlicher Anlagenkomponenten berücksichtigt werden. Aus diesem Grund ist ein neuer, der Wasserumlaufmenge angepasster Tank mit drei Kammern Teil der neuen Kälteanlage. Im Tank wurden bereits Reserveflansche vorgesehen – als Vorbereitung auf zukünftige Erweiterungen der Kältetechnik.

So wird das Wasser effizient aufbereitet

Auch bei der Projektierung der Wasseraufbereitung spielte die Energieeffizienz eine wichtige Rolle – und natürlich das Ziel, eine gleichbleibend hohe Kühlwasserqualität zu gewährleisten, damit die eingesetzten Spritzgusswerkzeuge geschützt werden. Ein im Tank integrierter, druckverlustfreier Rücklauffilter filtert das Kühlwasser im Vollstrom, mit einer Kapazität von bis zu 150 m³/h. Die üblicherweise, etwa beim Einsatz von Siebkorbfiltern, zusätzlich benötigte Pumpenleistung von 0,5 bis 0,8 bar kann daher entfallen. Eine zusätzliche Feinfilterung hält Schwebstoffe im Kreislauf zurück und leistet somit ebenfalls einen Beitrag zur stabilen Kühlwasserqualität. Drei FU-geregelte Verbraucherpumpen mit hocheffizienten iE5-Motoren stellen sich exakt auf den benötigen Kühlwasserbedarf ein und halten den Vorlaufdruck bei etwa 5 bar (einstellbar) stabil. Durch die Drehzahlregelung und den verlustfreien Filter wird dauerhaft Energie beim Pumpenbetrieb gespart.

Mit Mitteln des Bundes gefördert

Mit der neuen Kälteanlage und weiteren Investitionen in einen hochmodernen Maschinenpark ist das Unternehmen auf den steigenden Bedarf an hochwertigen Verschlüssen für pharmazeutische Produkte gerüstet. Noch 2022 möchten die Westerwälder die Grenze von 1 Mrd. produzierter Teile knacken. Die Kälteanlage lässt sich präzise regeln und trägt damit zur hohen Qualität der Verschlüsse bei und auch dazu, dass in der automatisierten Massenfertigung kurze Zykluszeiten erreicht werden. Darüber hinaus entlastet die Anlage die Umwelt – deshalb wurde das Projekt auch mit Mitteln aus der Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft (EEW) gefördert. Die Fördermittel werden aus der CO2-Einsparung – etwa durch die Stromersparnis – berechnet und betragen bei KMU bis zu 40 % der Investitionssumme. Aufgrund der sehr hohen Energieeffizienz werden darüber hinaus dauerhaft die Energiekosten gesenkt.

Quelle: L&R Kältetechnik

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