Quelle: Werk-Foto "LK Metallwaren GmbH"

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Entscheidend für eine positive Energiepolitik ist, dass alle Beteiligten gemeinsam daran arbeiten, das klimaschädliche Kohlendioxid (CO2) nachhaltig zu reduzieren. Im industriellen Anlagenbau von prozesstechnischen Anlagen setzen sich aus diesem Grund innovative Lösungen mit Einsparpotential zunehmend durch.

Energieeinsparung steht bei dem mittelständischen Unternehmen Hepack schon immer an erster Stelle. Mit innovativen Technologien und rationellen Fertigungsmethoden wird dieses bei dem spezialisierten Druck- und Verpackungsunternehmen in die Tat umgesetzt. Das Unternehmen wurde 1981 in Neuenstein als Verpackungsdruckbetrieb von Lisa Heim gegründet. Seit dem Einstieg ihres Sohnes, Dipl.-Ing. Peter Heim, ist das Unternehmen stark gewachsen.

Mit der bis 2013 erweiterten Produktions- und Lagerfläche auf insgesamt 12.000 m² wird das überwiegend aus Großunternehmen bestehende Kundenklientel bedient. Die sehr gute Auftragslage sowie die damit verbundene Auslastung der Druckmaschinen veranlasste Peter Heim dazu, über die Erweiterung der Produktionsfläche nachzudenken. Bereits im Frühjahr 2014 wurden die Überlegungen in die Tat umgesetzt. Für die neue Produktionshalle mit einer Fläche von 5.000 m² musste ein Teil des Altbestandes weichen.

Für die neue Produktionshalle wurden zwei Druckmaschinen vom Typ “Speedmaster XL 145″ aus dem renommierten Hause Heidelberger Druckmaschinen AG geordert.

Beide Maschinen sind speziell für die Produktion von Verpackungen (Faltschachteln) in hohen Auflagen konzipiert und verfügen über jeweils sechs Druckwerke und ein Lackierwerk. Damit die über das Lackierwerk aufgetragenen (wasserbasierenden) Dispersionslacke die an sie gestellten Schutz- oder Glanz-Anforderungen erfüllen können, müssen sie bei Maschinengeschwindigkeiten von bis zu 18.000 Bogen pro Stunde zuverlässig getrocknet werden. In anderen Worten: der im Lack enthaltene Wasseranteil muss mittels IR-Strahlung und Heißluft vollständig verdunstet und die feuchtigkeitsgesättigte Luft aus dem Trocknerbereich abgeführt werden. Nur so kann eine stabil hohe Produktionsqualität für den anspruchsvollen Kundenstamm von Hepack gewährleistet werden.

LK Metallwaren GmbH

Quelle: Werk-Foto “LK Metallwaren GmbH”

Die hohe Energieeffizienz der an diesen Druckmaschinen eingesetzten Trocknertechnologie machen Sie zum Benchmark im großformatigen Verpackungsdruck und zu einer der umweltfreundlichsten Druckmaschinen ihrer Klasse. Dies was Dipl.-Ing. Peter Heim aber noch nicht genug. Sein Ziel war es, den Energiebedarf der Druckmaschinentrockner zusätzlich durch eine intelligente Kombination aus Wärmerückgewinnung und regenerativer Energieerzeugung deutlich zu reduzieren. Ein Bestandteil dieses Konzepts sollten dabei die großen Mengen als Altholz bilden, die bei der Fa. Hepack kontinuierlich in Form von Einweg-Paletten anfallen und in der Vergangenheit entsorgt wurden.

Zur Umsetzung des Konzepts wurde zunächst entschieden, die frische Zuluft für die Trockner sowie deren heiße Abluft durch einen Gegenstrom-Wärmetauscher zu führen. Die heiße Abluft erwärmt so die Zuluft, ohne dass ein Feuchtigkeitsübertrag zwischen beiden Luftströmen erfolgt. In einem zweiten Schritt wird die frische Zuluft zusätzlich durch Heizregister geführt und dort mit Hilfe einer Hackschnitzel-Heizung und eines bei Bedarf zuschaltbaren BHKW auf ca. 70°C vorgeheizt. Die Trockner der Druckmaschinen müssen somit nur noch rund 15°C „zuheizen“, um die typische Trocknungstemperatur von 85°C zu erreichen. Da beide Speedmaster XL 145 als Hochleistungsmaschinen mit bis zu 18.000 B/h ausgelegt sind, werden von jeder Anlage beachtliche Luftmengen bewegt: die Zuluft-Leistung liegt bei rund 8.200 m³/h, die Abluft-Leistung bei 15.600 m³/h.

Die Umsetzung der Idee wurde gemeinsam mit dem Schwabacher Unternehmen LK Metallwaren realisiert. Der Hersteller von prozesstechnischen Kompaktanlagen hatte bereits vor einigen Jahren einen dezentralen Warmlufterzeuger bei Fa. Hepack installiert.

Für die zwei neuen Speedmaster-Druckmaschinen wurde je eine prozesstechnische Anlage aus dem Hause LK installiert. Die gesamte Anlagentechnik befindet sich auf einer Stahlkonstruktion über den jeweiligen Druckmaschinen und ist somit platzsparend angeordnet. Die Luftleistungen, sowohl im Zuals auch im Abluftstrom werden bei beiden Anlagen stufenlos mittels Frequenzumformern dem jeweiligen Bedarfsfall angepasst. Damit die geforderte konstante Zuluft-Temperatur von 70°C eingehalten werden kann, ist in beiden Anlagen ein bedarfsgeregeltes PWW-Register verbaut.

LK Metallwaren GmbH

Quelle: Werk-Foto “LK Metallwaren GmbH”

Nach rund einem halben Jahr Betriebsdauer kann Hepack heute eine überaus erfolgreiche Zwischenbilanz für das neue Energiekonzept ziehen: Der Energiebedarf konnte an beiden Druckmaschine um rund 30% gegenüber den üblichen Werten reduziert werden. Dies entspricht ca. 70-100 kW pro Stunde.

Neben den beiden Kompaktanlagen an den Druckmaschinen sorgt eine dritte PT-Kompaktanlage mit einer Zuluft-Leistung von 25.000 m³/h für einen ausgeglichenen Lufthaushalt in der Produktionshalle. Mit einem Frequenzumformer passt sich die Anlage an den jeweiligen Betriebszustand an. Zusätzlich ist die Anlage mit einem PWW-Heiz- und Kühlregister ausgestattet, um in den Sommermonaten das Hallenklima qualitativ deutlich zu verbessern.

Die von LK entwickelte Steuerung EC 5000 sitzt jeweils direkt an der Anlage. Darüber hinaus wurde eine LK Zentralsteuerungs- und Überwachungseinrichtung zur Regelung aller drei Anlagen installiert. Über das eingebaute Bedienpaneel mit LCD-Display können die Betriebszustände überprüft und gegebenenfalls verändert werden.

Fazit: Die von Peter Heim gestellten Anforderungen, 70°C konstante Zuluft-Temperatur zu gewährleisten und zusätzlich die Energiekosten zu senken, ist durch LK Metallwaren allesamt mehr als erfüllt. Im Übrigen gibt es die von LK produzierten PT-Kompaktanlagen je nach Anforderungen in sechs verschiedenen Baugrößen. Die Anlagen werden unter anderem für Lackier- und Trocknungsprozesse oder in der Galvanik eingesetzt.

Autor: Harald Wimmer, Vertriebs- und Marketingleitung