06.03.2019

Antriebstechnik reduziert Energiekosten

Effizient zur Teewurst

Effizienz ist heute eine zentrale Anforderung an die Hersteller in der Lebensmittelindustrie - in jedem Prozess und bei allen Ressourcen. Hochproduktiv zu sein bei gleichzeitig geringerem Energieverbrauch ist oberstes Gebot. Antriebspakete aus IE4-Synchronreluktanzmotor und Frequenzumrichter bieten sich deshalb durchaus für den Einsatz in der Branche an.


ABB-Antriebspakete mit Synchronreluktanzmotor bieten SuperPremium-Effizienz.
Bild: ABB

Preisdruck von Seiten des Handels, hohe Kundenanforderungen an Qualität, Vielfalt und eine nachhaltige Fertigung: die Lebensmittelindustrie steht unter hohem Druck. Ob Großbetrieb oder Nischenproduzent - immer mehr Hersteller betrachten daher Energie als Beitrag zu ihrem Reingewinn und als wichtigen Teil ihrer Nachhaltigkeitsleistung. Der Kostenfaktor Energie wird durch Energieeffizienzmaßnahmen kontrollierbar. Auch wenn Energie nicht immer der größte Posten in der Kostenrechnung ist, ist er doch sehr wichtig für eine Industrie, in der jeder Cent zählt. Von der Verarbeitung der Rohwaren bis zur Verpackung, Abfüllung und Palettierung gibt es viele Möglichkeiten, die Energieeffizienz in Prozessen und Tätigkeiten zu verbessern. Auch in den Anlagen selbst sind Energieeinsparungen möglich, wenn alte Komponenten durch neue ersetzt werden - etwa beim Trocknen, Garen und Kühlen von Lebensmitteln. Hier können moderne Antriebe helfen, die Energiebilanz zu verbessern.

Synchronreluktanzmotor-Paket

ABB-Antriebspakete aus Synchronreluktanzmotor und Frequenzumrichter bieten Anwendern eine solche Lösung. Die Pakete bestehen aus einem IE4-Synchronreluktanzmotor und einem IE2-Frequenzumrichter. Sie weisen beide nach den aktuell geltenden Normen den höchsten Wirkungsgrad auf und erfüllen die Standard IE4-Super-Premiumeffizienz. Zudem sind sie auch für den Austausch von Motoren geeignet, denn der Motor hat in den meisten Fällen die gleiche Baugröße wie ein IE2-Asynchronmotor mit gleicher Leistung. Die Nachrüstung auf die Effizienzklasse IE4 ist dadurch leicht möglich, ohne dass mechanische Änderungen erforderlich sind.

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Präzise Prozessführung

Die Kombination aus Synchronreluktanzmotor und Frequenzumrichter ermöglicht eine präzise Drehzahl und ein genaues Drehmoment über den gesamten Drehzahlbereich. Damit ergibt sich eine sehr hohe Prozesseffizienz. Zudem kann das Antriebspaket das volle Drehmoment bei Drehzahl null liefern. Damit kommt es für alle drehzahlgeregelten Applikationen einschließlich anspruchsvollen Konstantmoment-Anwendungen in Frage. Herzstück des Synchronreluktanzmotor ist sein Rotor, bei dem auf Wicklungen oder Magnete verzichtet wird. Der Rotor besteht lediglich aus Blechpaketen aus Elektrostahl, die das Rotorpaket bilden. In Gegensatz zu einem Asynchronmotor fließt im Rotor eines Synchronreluktanzmotors kein Induktionsstrom. Somit entstehen auch keine Energieverluste. Der Rotor ist mit einem konventionellen Stator kombiniert. Er enthält weder einen Kurzschlusskäfig wie ein Asynchronmotor noch Permanentmagnete oder eine Felderregerwicklung. Wo beim Asynchronmotor 40 Prozent der Energieverluste entstehen, entfallen diese Rotorverluste aufgrund der Reluktanztechnik fast komplett. Durch die fehlenden Rotorverluste erwärmen sich die Lager außerdem weniger stark als beim Asynchronmotor - ein weiterer wichtiger Vorteil. Denn das schont die Wicklungen sowie Lager und führt zu einem geringeren Wartungsaufwand.

50 Prozent Strom gespart

Bei verschiedenen Anwendungen in der Lebensmittelindustrie stellen die ABB-Antriebspakete ihre Energieeffizienz unter Beweis. Ein Beispiel liefert die Rügenwalder Mühle. Für das Familienunternehmen mit Sitz in Bad Zwischenahn ist Nachhaltigkeit ein wesentlicher Bestandteil der Unternehmenskultur. Als energiesparende Antriebslösung für die Lüfterantriebe seiner 30 Rauchkammern setzt der Wursthersteller Produkte von ABB ein. Die Teewurst der Rügenwalder Mühle wird traditionell mit Buchenholz geräuchert. Der Buchenrauch wird in Raucherzeugern produziert und mit Lüftern in die Kammern geblasen. Die Lüfter wurden seit 1992 durch zweistufige, polumschaltbare Asynchronmotoren angetrieben. Um Energie einzusparen, ersetzte das Unternehmen die Asynchronmotoren durch moderne IE4-Pakete aus Synchronreluktanzmotor und Frequenzumrichter ACS880. Eine Vergleichsmessung vor und nach der Umrüstung zeigte, dass mit dem Tausch knapp 50 Prozent an Energie eingespart werden konnten. Die Investition in die neue Antriebstechnik amortisierte sich für den Wursthersteller innerhalb von 1,3 Jahren.

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Win-win für Umwelt und Bilanz

Rund 60 Prozent Energie spart die Firma Gelita mit zwei drehzahlgeregelten ABB-Antriebspaketen in Gebläsemotoren. Das Unternehmen ist auf Entwicklung und Herstellung von Gelatine und anderen hochentwickelten kollagenen Proteinen spezialisiert. In Memmingen produziert Gelita Rohware für sein Stammwerk in Eberbach, das weltweit der größte Produzent von kollagenen Proteinen und Blattgelatine ist. Die Abluft aus der Produktion wird mit Biofiltern gereinigt, damit keine Geruchsbelästigung für die Anwohner entsteht. Ein Unterdruckgebläse in jedem Biofilter saugt dafür die Luft aus den Produktionshallen ab und bläst sie in ein mit Holzhackschnitzeln gefülltes Filterbett. Die polumschaltbaren Gebläsemotoren der Unterdruckgebläse dieser Biofilter wurden teilweise durch IE4-Antriebspakete ersetzt. Die neue Antriebslösung spart bei den Unterdruckgebläsen Energie auf zweifache Weise ein: einerseits durch die Drehzahlregelung, die den polumschaltbaren Motor ersetzt und andererseits aufgrund ihres hocheffizienten Synchronreluktanzmotors. Die Investition in die energiesparende Technik hat sich dadurch bereits nach einem Jahr amortisiert.

Antriebspaket macht sich schnell bezahlt

Über 50 Prozent Energie spart auch der Schweizer Geflügelfutterproduzent UFA mit einem Synchronreluktanzmotor-Paket in seinem Werk in Sursee. Das Antriebspaket kommt dort an einem Lüfter zum Einsatz, der das gedämpfte, pelletierte Futter trocknet und kühlt, bevor es abgepackt wird. Bis Anfang 2015 war dieses Lüftungssystem mit einem konventionellen 75kW-Asynchonmotor ausgestattet. Die Lüftung wurde einfach über eine Klappe geregelt. Der Motor war direkt ans Netz gekoppelt und lief stets mit konstanter Drehzahl. Beim Austausch des Lüftungssystems wurde auch ein 37kW-Synchronreluktanzmotor zusammen mit einem ACS880-Frequenzumrichter installiert. Das neue Antriebspaket machte sich schnell bezahlt. Hinzu kommen positive Nebeneffekte, wie ein verringerter Kühlungsaufwand im Schaltschrank, ein geringerer Platzbedarf und Einsparungen durch die kleinere Motorgröße. UFA hat sein Werk in St. Margarethen in der Zwischenzeit auch mit ABB-Synchronreluktanzmotoren nachgerüstet.

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Fazit

Die Beispiele Rügenwalder Mühle, Gelita und UFA zeigen, wie Unternehmen von einem modernen Antriebspaket profitieren. IE4-Synchronreluktanzmotor und Frequenzumrichter machen Anlagen produktiver bei gleichzeitig geringerem Energieverbrauch. Der Kostenfaktor Energie wird dadurch besser kontrollierbar.

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