Bis zu 70 Prozent weniger Energiekosten
Intelligenter Kühlkreislauf von Windmöller und Hölscher

Donnerstag, 20. Juli 2017 Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit zu verbinden – vor dieser Herausforderung stehen Gießfolienhersteller heute mehr denn je. Auf beide Faktoren hat der Energieverbrauch der Gießfolienanlage bedeutenden Einfluss. Zum einen ist die Energieeffizienz wichtiger Faktor einer nachhaltigen Produktion. Zum anderen ist sie gerade mit Blick auf steigende Strompreise ein erheblicher Kostenfaktor.

Die Investition in den neuen Kühlkreislauf rechnet sich bereits nach einem Jahr.
© Foto: Windmöller & Hölscher
Die Investition in den neuen Kühlkreislauf rechnet sich bereits nach einem Jahr.
Bei der Gießfolienproduktion entsteht der größte Energieverbrauch beim Schmelzprozess, der zweitgrößte Energiefresser ist die Kühlung. „Der Energieverbrauch beim Schmelzprozess ist physikalisch eine feste Größe, bei der es nur noch geringfügig Optimierungspotenzial gibt. Das größte Optimierungspotenzial liegt bei der Kältetechnik. Durch die intelligente und automatisierte Kältetechnik, die wir mit der Gießfolienanlage Fimlex II anbieten, können bis zu 70% Energiekosten für die Kühlung eingespart werden“, erklärt Torsten Schmitz, Leiter Gießfolienanlagen bei W&H.

Der neue Ansatz besteht aus einer Kombination von Freikühler und Kältemaschine. Die Steuerung erfolgt zentral über das Bedienpanel Procontrol der Fimlex II. Ein Automatik-Modus wählt immer den optimalen Betrieb. „Neu ist, dass wir das System insgesamt betrachten, alle Parameter von Prozesstemperaturen bis zur Außentemperatur an einem Ort sammeln und dadurch intelligent nutzen können. So ermöglichen wir stets die bestmögliche Energieeffizienz“, erklärt Simon Haselmann aus der Entwicklungsabteilung. Im Vergleich benötigt ein Freikühler weniger als ein Fünftel der Energie einer Kältemaschine.


Unnötige Kühlleistung vermeiden

Die Herausforderung: Der Freikühler kann nur eingesetzt werden, wenn die Außentemperatur niedriger ist als die benötigte Prozesstemperatur. Dabei war bisher immer die kälteste Anforderung ausschlaggebend. Schmitz erläutert: „Sowohl bei Stretch- als auch bei Barrierefolien wird die Gießwalze meist wärmer gefahren als die Kühlwalze. Diese unterschiedlichen Anforderungen konnten bisher jedoch nicht bedient werden, da ein Kreislauf alle Elemente versorgte. Die Folge: unnötige Kühlleistung, die Energieverschwendung und Kosten bedeutet“.

Der neue Ansatz von W&H löst dieses Problem mit einem zweiten Kühlkreis, mit dem die unterschiedlichen Prozesstemperaturen bedient werden. „Selbst bei einer Außentemperatur von 30 Grad Celsius kann die Gießwalze bei üblicher Stretchfolienproduktion vollständig über den Freikühler gekühlt werden. Die benötigte Leistung der Kältemaschine verringert sich so um mehr als die Hälfte. Bei Außentemperaturen bis 10 Grad Celsius wird die Anlage über verschiedene Kombination aus Freikühler und Kältemaschine gekühlt. Unter 10°C erfolgt die gesamte Kühlung über den Freikühler. Insgesamt wird der Freikühler durch den weiteren Kühlkreislauf und die intelligente Vernetzung signifikant häufiger genutzt. So wird Energie und damit auch Geld gespart“, so Haselmann.

Nach rund einem Jahr amortisiert

Er erklärt weiter: „Auch die Kältemaschine selbst wird effizienter betrieben, da durch die Vernetzung der Komponenten das Wasser nur noch so weit runtergekühlt wird, wie es für den Gießfolienprozess notwendig ist.“ Die Steuerung der Kältetechnik erfolgt zentral über das Bedienpanel der Anlage Procontrol. Der Anlagenbediener kann einfach alle Parameter einsehen und intuitiv steuern. Im automatischen Modus wählt die Maschine den effizientesten Betriebszustand aufgrund der Parameter selbst und stellt damit immer die höchste Energieeffizienz sicher. „Die Investition in den zusätzlichen Kühlkreislauf inklusive eines Freikühlers hat sich für eine Stretchanlage in Mitteleuropa bereits nach rund einem Jahr amortisiert. Und dabei haben wir den Mehrwert der Nachhaltigkeit – als Verkaufsargument zum Endkunden und als Pluspunkt für die eigene Marke – noch nicht mitgerechnet“, erläutert Schmitz die Vorteile des Verfahren.

Mit dem Angebot des intelligenten Kühlkreislaufs führt W&H die Entwicklung der Fimlex II als intelligente Maschine weiter. Zur K 2016 war die neue Generation der Gießfolienanlage auf den Markt gebracht worden. Innovatives Highlight war dabei der Film Performance Monitor, der durch eine integrierte Datenverarbeitung über die gesamte Prozesskette von der Extrusion bis zur Anwendung konsistente Qualität sichert. Hinter den
Angeboten steht ein übergreifender Entwicklungsansatz, erklärt Schmitz: „Beide Entwicklungen stehen unter unserer Leitidee Packaging 4.0: intelligente Maschinen, integrierte Prozesse, intuitive Bedienung. Der neue Kühlkreislauf ist neben dem FPM ein weiteres Angebot, um mit neuen technischen Möglichkeiten die Produktionseffizienz für unsere Kunden weiter zu steigern“.

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