Laboranwendung, Bild: GBA Group

Viele Laboranwendungen benötigen besonders hochwertige ölfreie Druckluft. - Bild: GBA Group

| von Aus Presseunterlagen der GBA Group

Die GBA Labore in Hamburg und Hameln sind mit einer Vielzahl von Messgeräten ausgestattet. Sie dienen der chemischen Analyse und Qualitätskontrolle von Lebensmittelproben – und das 24/7 rund um die Uhr. Viele der Anwendungen benötigen besonders hochwertige ölfreie Druckluft. Flüssiges oder gasförmiges Öl würde nicht nur die Messergebnisse verfälschen, sondern auch die Geräte beschädigen. Früher nutzte die GBA Group in der Druckluftanlage ihres Hamburger Labors ölfreie Scrollkompressoren mit nachgeschalteten Partikelfiltern und Kältetrocknern.

„Unsere Labore profitieren von mehr Betriebssicherheit und reinerer Druckluft.“

Stefan Jäger, GBA Hameln

Diese historisch gewachsene und nicht systematisch geplante Anlage genügte aus verschiedenen Gründen nicht mehr den Ansprüchen. Wiederkehrende Ausfälle der Kompressoren gefährdeten die Betriebssicherheit und zugleich stiegen die Wartungskosten. Auch die Qualität der erzeugten Druckluft war nicht zufriedenstellend. Außerdem verbrauchten die Kompressoren sehr viel Energie. Spezielle Schallschutz-Anforderungen vor Ort machten zusätzlich den permanenten Betrieb einer Klimaanlage zur Raumkühlung erforderlich.

Energieeinsparungen im großen Umfang

Die GBA Group beauftragte 2018 den Systemanbieter Druckluft Evers mit der Konzeption einer neuen Lösung. Der Partnerbetrieb der Airgroup ersetzte die vier vorhandenen Scrollkompressoren mit jeweils 5,5 kW Motorleistung durch zwei drehzahlgeregelte Schraubenkompressoren mit 11 kW Leistung. Wegen des fast 40 Prozent besseren Wirkungsgrades der Schraubenkompressoren lässt sich der Druckluftbedarf von circa 735 840 m³ jährlich nun sehr viel wirtschaftlicher erzeugen. Der Stromverbrauch sank um rund 50 000 kWh und der CO2-Ausstoß wurde um 20 t reduziert.

Weil die neuen Kompressoren deutlich leiser arbeiten, konnte zudem auf die Klimaanlage verzichtet werden. Ermöglicht wurde diese um ein Vielfaches wirtschaftlichere Druckluftanlage erst durch den Tausch der ölfreien Kompressoren durch öleingespritzte Kompressoren – ein Widerspruch zur Anforderung ölfreie Druckluft. Die verdichtete Luft bedurfte daher einer speziellen Aufbereitung.

Katalysetechnik für konstant ölfreie Druckluft

Bekokat, Bild: Beko Technologies
Der Bekokat verwandelt die in der Druckluft vorhandenen Kohlenwasserstoffe in Kohlendioxid und Wasser. - Bild: Beko Technologies

Druckluft Evers installierte dazu Aufbereitungstechnik von Beko Technologies. Der katalytische Konverter Bekokat verwandelt in einem einzigen Verfahrensschritt die in der Druckluft vorhandenen Kohlenwasserstoffe durch Totaloxidation in Kohlendioxid und Wasser. Ein spezielles Granulat im Druckbehälter wird auf eine Temperatur von 150 °C erhitzt und die Druckluft strömt an der Oberfläche des Granulats vorbei und wird dort komplett zu Kohlendioxid und Wasser umgewandelt. Aus dem Bekokat tritt vollständig entölte und keimfreie Druckluft aus. Das bei der Abkühlung der Druckluft anfallende Kondensat aus dem Konverter ist ebenfalls ölfrei und kann ohne Aufbereitung in die Kanalisation eingeleitet werden. Ein integrierter Wärmetauscher sorgt für maximale Energieeffizienz. Nachgeschaltet wurden dem Bekokat eine Clearpoint-Filtrationseinheit und ein Staubfilter. Die Trocknung der Druckluft leistet ein Drypoint RA Kältetrockner. Bei den Drypoint RA Kältetrocknern wurde aus Energiespargründen der Druckabfall auf ein absolutes Minimum gesenkt. Wesentliche Elemente sind dabei der strömungsoptimierte Wärmetauscher, ein Demister zur sicheren Abscheidung und großzügig dimensionierte Bauteile, die für einen geringen Druckabfall von durchschnittlich 0,16 bar im Volllastbetrieb sorgen.

Stickstoffgenerator, Bild: Beko Technologies
Der neue Stickstoffgenerator und die beiden als Sicherheitsreserve vorgehaltenen Scroll- kompressoren. - Bild: Beko Technologies

Die GBA Group erreicht durch das Aufbereitungsverfahren mit den Beko-Technologies-Systemen konstant ölfreie Druckluft mit einem maximalen Restölgehalt von kaum mehr messbaren 0,003 mg/m³. Vor der Modernisierung gab es keine aktive Druckluftaufbereitung, so dass alle in der angesaugten Umgebungsluft enthaltenen Kohlenwasserstoffe verdichtet und unkon-
trolliert in das Druckluftnetz gelangten. Darüber hinaus erhält das Labor durch die Aufbereitung keimfreie Druckluft. Die Druckluftqualität übertrifft heute sogar die strengen Vorgaben der ISO 8573-1, Klasse 1.

Schutz vor Ausfällen gewährleistet eine vollautomatische Umgehung des Bekokat im Störungsfall. Die mehrstufige Bypass-Anlage mit Aktivkohle- und Staubfiltern von Beko Technologies verschafft dem Labor Betriebssicherheit an Wochenenden, wenn die Geräte unbeaufsichtigt laufen und Proben verderben könnten.

Vorteile Drypoint RA von Beko Technologies

Alle Drypoint RA Kältetrockner ermöglichen einen optimalen Wärmeaustauch durch das Gegenstromverfahren (Counter Flow) über die gesamte Strecke. Die Druckluft strömt über die gesamte Strecke innerhalb des Wärmetauschers in einer abwärts gerichteten Bewegung. Dies erfolgt ohne ungünstige Umleitungen, was zu einem sehr geringen Druckluftverlust führt.  Wesentliche Elemente sind der strömungsoptimierte Wärmetauscher, ein Demister zur sicheren Abscheidung und großzügig dimensionierte Bauteile, die für einen geringen Druckabfall von durchschnittlich 0,16 bar sorgen – im Volllastbetrieb.

Modellcharakter für das Labor in Hameln

Nach dem erfolgreichen Modell des Hamburger GBA Labors wurde in 2020 die Druckluftanlage des Labors am Standort Hameln erneuert. Dort trat ein öleingespritzter Schraubenkompressor an die Seite zwei vorhandener ölfreier Scrollkompressoren, die nun nur noch als Sicherheitsreserve vorgehalten werden. Auch in Hameln lässt sich mit dem Schraubenkompressor der Druckluftbedarf von circa 525000 m³ jährlich sehr viel wirtschaftlicher erzeugen. Der Stromverbrauch sinkt um rund 35860 kWh, was den CO2-Ausstoß um 14,4 t reduziert.

Die erforderliche Druckluftaufbereitung erfolgt wiederum mit den Beko Technologies-Systemen. Installiert wurden die Katalysetechnik Bekokat, Clearpoint Filter und Drypoint RA Kältetrockner inklusive eines Bypasses zur Umgehung der Aufbereitung. Zusätzlich überwacht das Monitoring-System Metpoint OCV permanent den Restölgehalt im Druckluftnetz und erreicht dabei eine Genauigkeit von circa einem Tausendstel mg/m³. Kurze Messintervalle können selbst kleinste Abweichungen schnell und zuverlässig anzeigen. So ist sichergestellt, dass die gesamte Druckluftaufbereitungskette keine Migration von Kohlenwasserstoffen in den Prozess zulässt. Die Messdaten lassen sich zur Dokumentation der Druckluftqualität und zur Identifikation von Kontaminationsquellen nutzen.

Ebenfalls neu hinzu kam ein energieeffizienter Stickstoffgenerator als Ersatz für zwei ältere Systeme. Bei der Gaszerlegung wird nun mehr Reinheit bei gleichem Druckluftfaktor erwirkt.

Auf einen Blick

Die neuen Druckluftanlagen der GBA Labore in Hamburg und Hameln sind seit der Installation störungsfrei im Betrieb und es wurde jeweils eine Amortisationszeit von zwei bis drei Jahren errechnet. Die Investition in die Hocheffizienztechnologie förderte das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) als Maßnahmen zur Energieeinsparung. Stefan Jäger, Betriebsleiter GBA Hameln, ist mit dem Erreichten sehr zufrieden: „Die Erwartungen wurden noch übertroffen. Unsere Labore profitieren von mehr Betriebssicherheit, reinerer Druckluft und einem deutlich geringeren Energieverbrauch.“ Der reduzierte Energiebedarf ist für die GBA Group nicht nur ein wirtschaftlicher Faktor, sondern auch aus Umweltgründen wichtig. Das Unternehmen unterhält ein nach der Norm ISO 14001 zertifiziertes Umweltmanagementsystem, bei dem kontinuierliche Verbesserungen in Bezug auf die Umweltleistung gefragt sind.

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