Ein schweizer Nahrungsmittelhersteller setzt auf höchst effiziente CRN-Pumpen

Optimierung der Kühlwasserversorgung

Die Wander AG in Neuenegg, wenige Kilometer südwestlich von Bern, entwickelt, produziert und vermarktet weltweit erfolgreiche Marken wie Ovomaltine®, Caotina®, Twinings®, Dawa®, Jemalt® und Isostar®. Seit über 150 Jahren starten Menschen weltweit mit ihren Lebensmitteln in den Tag, stillen damit den kleinen Hunger oder Durst zwischendurch.

Diese Produktpalette rangiert auf der Popularitätsskala ganz oben. Über 90% aller Schweizer kennen und schätzen das Sortiment, zu dem Getränke und Snacks gehören.

Alle Produkte werden kontinuierlich weiterentwickelt und den Marktanforderungen angepasst.

Eine optimale Produktion setzt optimale Produktionstechnik voraus. Daher wird im Unternehmen ständig über technische Verbesserungen und Anpassungen nachgedacht.

Kühlwasser für die Produktion

In vielen Bereichen wird in der Lebensmittelindustrie Kühlwasser benötigt, zum Beispiel für die Kühlung von Kondensatoren, Oberflächen von Vakuum-, Trocknungs- oder Eindampfanlagen.

Bei diesen technologischen Prozessen übernimmt das Wasser die Funktion eines Wärmeträgers.

Hierbei kommt es darauf an, dass das Medium jederzeit in ausreichender Menge zur Verfügung steht.

Fällt die Zuführung von Kühlwasser aus, so werden nicht nur Einzelkomponenten der Produktionsanlagen beeinträchtigt. Es besteht die Gefahr, dass die Gesamtproduktion ausfällt. Zuverlässigkeit spielt im Kühlkreislauf eine entscheidende Rolle, da viele Anlagen 24 Stunden am Tag laufen und das an 365 Tagen im Jahr. Eine Unterbrechung oder ein Ausfall wird teuer! Für verschiedene Produktionsschritte aber auch zur Kühlung von Kompressoren und für die Klimaanlage hatte die Wander AG 1960 eine Pumpenanlage für die Kühlwasserversorgung errichtet. Geregelt wurde die Anlage über eine Mengensteuerung. Über Jahrzehnte verrichteten die eingesetzten Pumpen ihren Dienst.

Erhöhte Anforderungen an die Produktionstechnik, die Forderung nach einem reaktionsschnellen Steuer- und Regelsystem, sowie der Wunsch energieeffiziente Pumpen einzusetzen, führten zu Überlegungen die Altanlage zu demontieren und durch ein effizienteres System zu ersetzen. Mit der Planung und Lieferung wurde das Unternehmen Rototec in Richigen beauftragt.

Um Planungssicherheit zu gewinnen und die optimale Pumpengröße zu ermitteln wurde zunächst der Kühlwasserbedarf berechnet.

Der vorgegebene Leistungsdruck liegt bei 4,1 bar (5,1 bar abs). Die benötigte Kühlwassermenge variiert stark zwischen 40 und 400 m³/h.

Gefördert wird aus einem Speicherbecken in 1,5 m Tiefe. Die Medium Temperatur liegt zwischen 5° und 15° C. Mit diesen Rahmenbedingungen konnte die neue Anlage konzipiert werden. 

Energieeffiziente Pumpen mit reaktionsschneller Steuer- und Regelungstechnik

Deshalb wurden neue Pumpen installiert. Hierbei handelt es sich um eine Druckerhöhungsanlage Hydro MPC-E-4. Über einen Grundfos CU352 liefert die DEA immer einen konstanten Druck (Altanlage nach Mengenregelung).

Bestückt ist die Anlage mit 4 CRN Pumpen. Diese Hochdruckkreiselpumpen haben sich seit vielen Jahren in der Praxis bewährt. Sie verfügen über eine ausgereifte Konstruktion, und bestehen aus hochwertigen Werkstoffen (alle medienberührenden Teile in Edelstahl).

Durch den hohen Wirkungsgrad der CRN-Pumpenhydraulik (bis 83%) und der Verwendung von Energiesparmotoren der Klasse IE4 erreicht die Anlage ein Höchstmaß an Effizienz.

Die Funktionsweise ist einfach aber effektiv: Zunächst läuft immer die gerade über den Frequenzumrichter geregelte Pumpe. Wenn der benötigte Druck – durch erhöhte Anforderungen – nicht mehr aufrechterhalten werden kann, schaltet sich die 2. bzw. 3. Pumpe zu. Die 4. Pumpe steht im Stand-By-Modus.

Die Umschaltung auf die Einzelaggregate erfolgt automatisch nach Last und Zeit. Mit einer Gesamtleistung von 74 kW einschließlich der Stand-By-Pumpe ist die neue Anlage im Vergleich zum Vorgänger kleiner dimensioniert (Altanlage 90 kW).

Die Anlage verfügt über einen Trockenlaufschutz, der mittels eines Temperatursensors in der Gleitringdichtungskammer überwacht wird.

Sicherheit und Effizienz

Ohne Frage steht die Versorgungssicherheit an erster Stelle. Mit der Grundforderung nach absoluter Zuverlässigkeit rund um die Uhr wird klar der technische Schwerpunkt festgelegt.

Neben diesen Parametern spielt aber auch die Kostensituation eine große Rolle.

Bei Pumpen für die Wasserversorgung entfallen rund 85% aller Kosten auf den Energieverbrauch. Wird der Pumpenbetrieb so nahe wie möglich an den Wirkungsgrad-Bestpunkt herangeführt, reduzieren sich die Energiekosten deutlich. In diesem Fall um über 40%.

Über diesen Rahmen hinaus ist durch eine intelligente Steuerung ein bedarfsgerechter Betrieb möglich.

Das gilt insbesondere bei konstantem Druck und wechselndem Kühlwasserbedarf.