Nachhaltig zerkleinern

 Die SynRM erfüllen die Kriterien der Ultra-Premium-Energieeffizienzklasse und sind herkömmlichen Asynchronmotoren im Wirkungsgrad deutlich überlegen.
Die SynRM erfüllen die Kriterien der Ultra-Premium-Energieeffizienzklasse und sind herkömmlichen Asynchronmotoren im Wirkungsgrad deutlich überlegen. Bild: Tietjen Verfahrenstechnik

Die Hammermühlen und Maschinen für individuelle Vermahlungstechnik, die Tietjen Verfahrenstechnik in Hemdingen produziert, setzen Kunden auf der ganzen Welt z.B. für die Herstellung von Nutztierfutter, Hunde- und Katzenfutter, die Zerkleinerung von Holz oder zur Substrataufbereitung für Biogasanlagen ein. Der Maschinenbauer stellt nicht nur hohe Anforderungen an die Qualität, Effizienz und Lebensdauer seiner Produkte, sondern auch an ihre Nachhaltigkeit, schließlich ist der Prozessschritt der Zerkleinerung sehr energieintensiv. Durch konstruktive Maßnahmen an den Maschinen oder im Anlagendesign durch die Zusammenstellung der passenden Komponenten wird deshalb versucht, den Energieverbrauch zu reduzieren. Ein wichtiger Aspekt sind dabei die hocheffizienten Synchronreluktanzmotoren (SynRM) von ABB.

 Ein ACS580-04-Frequenzumrichter-modul regelt den Mühlenantrieb.
Ein ACS580-04-Frequenzumrichter-modul regelt den Mühlenantrieb.Bild: ABB AG

Bis 40 Prozent weniger Verluste

Die SynRM erfüllen die Kriterien der Ultra-Premium-Energieeffizienzklasse IE5 und sind herkömmlichen Asynchronmotoren im Wirkungsgrad deutlich überlegen. Im Gegensatz zu einem Asynchronmotor fließt im Rotor eines SynRM nämlich kein Induktionsstrom und somit gibt es auch keine Rotorverluste, die bei einem IE3-Asynchronmotor bis zu 40 Prozent des Gesamtverlustes ausmachen können.

Sie erreichen ihre hohe Energieeffizienz, ohne dass Seltene Erden benötigt werden, die immer begrenzter verfügbar sind. Damit unterscheiden sie sich von Permanentmagnetmotoren, die ebenfalls hocheffizient sind, bei der Herstellung aber Seltene Erden benötigen, die überwiegend aus Fernost importiert werden müssen.

Ein weiterer Vorteil der SynRM gegenüber Asynchronmotoren besteht darin, dass aufgrund der höheren Leistungsdichte bei gleicher Leistung eine kleinere Baugröße möglich ist. Sie können dadurch einfach als Drop-in-Ersatz verwendet werden.

IE5-Motor für explosionsgefährdete Bereiche

SynRM von ABB treiben bei Tietjen nun bereits seit über fünf Jahren Hammermühlen und auch Ventilatoren in Mahlanlagen an. Da diese Motoren zunächst nicht in explosionsgeschützter Ausführung verfügbar waren, kamen sie für viele Anwendungen jedoch nicht in Frage. Durch die Erweiterung der Familie um Produkte mit erhöhter Sicherheit können die Motoren in der Futtermittelherstellung nun auch in Bereichen eingesetzt werden, in denen entflammbare Stäube auftreten können. ABB hat mit dieser Lösung die Vorteile der IE5-Ultra-Premium-Effizienz auch für Sektoren mit explosionsgefährdeten Bereichen zugänglich gemacht.

Gemeinsam mit Tietjen hat der Technologiekonzern jetzt erstmals eine Großraum-Hammermühle GDX 12 mit Ex-zertifizierten IE5-SynRM ausgerüstet. Die Hammermühlen der GDX-Baureihe eignen sich besonders für die Herstellung von Futtermitteln, bei denen die Anforderungen an die Futterstruktur häufig wechseln. Durch die Ausführung als Großraummühle werden hohe Durchsatzleistungen erreicht. Besonderes Merkmal ist der vollautomatische Siebwechsel im Leerlauf per Knopfdruck von der Schaltwarte aus. Zusammen mit einem Frequenzumrichter-geregelten Motor ergibt sich so ein Höchstmaß an Flexibilität in Bezug auf das Kornspektrum.

Als Lösungsanbieter integriert Tietjen die Mühle in ein komplettes Vermahlungssystem, zu dem unter anderem auch eine Aspiration mit Filter und Ventilator gehört. Zwar ist die Hammermühle der elektrische Hauptverbraucher der Anlage, jedoch lässt sich auch über eine intelligente Regelung der Luftmenge in Kombination mit einem drehzahlgeregelten Ventilator mit SynRM erkennbar Energie einsparen.

Als Ex-Motoren kommen ein 250kW-SynRM für den Antrieb der Mühle und ein 11kW-SynRM für den Antrieb des Ventilators zum Einsatz. Geregelt werden die Motoren mit einem ACS580-04-Frequenzumrichtermodul für den Schaltschrankeinbau (Mühlenantrieb) und einem ACS580-01 für die Wandmontage (Ventilatorantrieb), ebenfalls von ABB. Die Ex-IE5-SynRM und ACS580-Frequenzumrichter wurden als Paket zertifiziert. ABB kann dadurch eine abgestimmte, sichere und energieeffiziente Lösung aus einer Hand anbieten.

Nachhaltigkeit auch für Endkunde wichtig

Die Großraum-Hammermühle betreibt die britische Tochtergesellschaft des niederländischen Futtermittelherstellers ForFarmers, einem der führenden Unternehmen in Europa mit einem Absatz von rund 8,4 Mio. t Tierfutter. Servicetechniker von Tietjen und ABB UK haben die Mahlanlage im September 2024 in dem Werk von ForFarmers UK in der nordenglischen Stadt Penrith in Betrieb genommen. Seitdem läuft sie zuverlässig und vermahlt 20 bis 25t/h verschiedenster Futtermittelkomponenten zur Produktion von hochwertigem Mischfutter.

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