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Temperiertechnik

Konditionierte Luft für nachhaltige Hygiene

Kunststoffverarbeiter Schägner setzt mit Technik von ONI-Wärmetrafo in kritischen Bereichen für nachhaltige Hygiene auf konditionierte Luft.

Blick in den Teilbereich eines Reinraums mit einer Fläche von 480 m2 der ISO-Klasse 8 bei Schägner in Steinmauern, in dem Artikeln für die pharmzeutische Industrie verpackt werden. Konditionierte Luft stellt konstante Produktionsbedingungen sicher.

Der Kunststoffverarbeiter Schägner, bekannt für hochwertige Produktion, setzt in kritischen Bereichen für einen hohen Level an Hygiene auf konditionierte Luft. Dabei verlassen sich die Experten auf Technik von ONI-Wärmetrafo. Innovationskraft, Flexibilität, Zuverlässigkeit, Qualität und Effizienz sind Faktoren, für die die Schägner GmbH bekannt ist. Das Unternehmen aus dem badischen Steinmauern bei Rastatt ist ein Hersteller von hochwertigen Kunststoffprodukten beispielsweise für die pharmazeutische Industrie. Anspruchsvolle Auftraggeber aus aller Welt bekommen hier alles aus einer Hand. Das Spektrum reicht dabei von der Entwicklung bis hin zur Teilefertigung und Verpackung unter Reinraumbedingungen. Eine kontinuierlich erfolgreiche Unternehmensentwicklung ist die Folge daraus.

Im Jahr 1954 gestartet, hat sich die Schägner GmbH über die Jahre zu einem Kunststoff verarbeitenden Unternehmen entwickelt. Dessen Leistungsstärke wird in vielen Branchenbereichen hoch geschätzt. Das Leistungsspektrum beginnt heute bei der Projektberatung und Betreuung von Kunden in der Entwicklungsphase. Es erstreckt sich weiter über die Konstruktion und den Bau komplexer, anspruchsvoller Werkzeuge. Und es reicht bis zur systemangepassten Herstellung und Lieferung von Produkten, die höchsten Ansprüchen an Qualität und Hygienesicherheit gerecht werden. Zu den Kunden gehören beispielsweise die wirklich großen Unternehmen der Branchenbereiche. Darunter Namen wie Bayer, Merck, Sandoz oder Teva und darüber hinaus viele andere Unternehmen in über 20 Ländern der Welt. 

Viele Anwendungen erfordern nachhaltige Hygiene

Der Einstieg in die Produktion von Artikeln für die Bereiche Medizin und Pharmazie führte zu einer Dynamisierung in der Unternehmensentwicklung. Die Folge daraus war 1976 der Umzug in neue Räumlichkeiten im Badischen Steinmauern, die in den Folgejahren kontinuierlich erweitert wurden. Heute produziert man auf mehr als 12 000 m2. Dafür stehen 27 hochmoderne Spritzgießmaschinen im Schließkraftbereich von 600 bis 4200 kN zur Verfügung. Die Kunststoffspezialisten fertigen beispielsweise Applikatoren für Cremes- und Tabletten, Kanülen, Messlöffel, PP-Schalen für Kontaktlinsen und Lebensmittelverpackungen.

Konditionierte Luft sorgt für stabile Prozesse

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Neben der Qualitätssicherung hat bei Schägner die Hygienesicherheit höchste Priorität. Grund dafür ist das Produktprogramm für Kunden aus den Branchenbereichen Medizintechnik und Pharmazie. Dabei müssen die Verantwortlichen sicherstellen, dass die gesamte Prozesskette ununterbrochen auf einem Hygieneniveau gehalten wird, dass die Auftraggeber erwarten. Das reicht von der Teilefertigung über das Entnahmehandling und die Transportwege bis zur Montage und Endverpackung. Dieser Verantwortung fühlen sich diee Mitarbeiter verpflichtet. Hoch effiziente Lüftungs- und Reinraumsysteme unterstützen sie dabei. 

Reinraum-Fertigungszelle im Sauberraum, die über ein geschlossenes Fördersystem Kunststoffartikel hygienesicher in den Reinraum transportiert und über konditionierte Luft bei konstanten Bedingngen gehalten wird.

Ein weiterer wesentlicher Faktor in diesem Zusammenhang ist der hohe Automatisierungsgrad. Von der Entnahme der Formteile an der Spritzgießmaschine bis zur Verpackung. So stellen die Experten sicher, dass möglichst wenige Personen mit den Produkten in Kontakt kommen. Aus diesem Grund sind die Maschinen mit vollautomatischen Entnahmesystemen und Verpackungsanlagen gekoppelt. Darüber hinaus sind für den Produktbereich „Hygienesichere Artikel“ vollautomatische Montage und Verpackungsmaschinen in drei Reinräumen der ISO-Klasse 8 untergebracht.

Nachhaltige Hygiene für Reinräume

Entsprechende Systeme versorgen die Reinräume emit konditionierter Luft, um kontinuierlich gleichbleibende Betriebsverhältnisse sicherstellen zu können. Die überwachen und protokollieren die Experten im Zusammenhang mit einer Qualitätssicherung permanent. Konditionierte Luft heißt in diesem Fall, dass alle Parameter von der Temperatur über die Luftfeuchte bis zur Partikelkonzentration mit entsprechenden Einrichtungen beeinflussbar sind. Und dass man sie auf festgelegte Sollwerte einregeln kann.

Um die Wettbewerbsfähigkeit kontinuierlich zu stärken, setzen die Verantwortlichen bei Schägner konsequent auf das Thema Automatisierung. Aus ihrer Erfahrung heraus wissen sie jedoch auch, dass das im Bereich der technischen Ausstattung allein nicht ausreicht. Daher nutzen sie die Effizienzpotentiale in allen anderen Bereichen des Unternehmens, um gute Voraussetzungen für nachhaltigen Erfolg zu schaffen. Das gilt auch für die Bereiche der Medienversorgung, von der Kühlanlagentechnik bis zur Wärmerückgewinnung und Reinraumtechnik. Hierfür haben dich die Verantwortlichen bei Schägner die Experten von ONI-Wärmetrafo aus Lindlar als Partner ins Boot geholt. Die Fachkompetenz der Mitarbeiter sowie die ganzheitlichen und auf bestmögliche Energieeinsparung ausgerichteten Konzepte haben überzeugt.

Nachhaltiges Energiekonzept für konditionierte Luft

Gemeinsam haben die Fachleute beider Unternehmen ein Versorgungskonzept auf den Weg gebracht und umgesetzt. Dabei haben sie jede wirtschaftlich darstellbare Möglichkeit zur Energieeinsparung realisiert. So setzen sie für die Versorgung der Spritzgießmaschinen in den Bereichen Werkzeug- und Maschinenkühlung ein Zweikreis-Kühlsystem ein. Die Trennung der Systemkreise ermöglicht es, dass man besonders energiesparende Systeme zur Rückkühlung einsetzen kann.

Die Rückkühlung des Werkzeugkühlkreises mit einem Leistungsbedarf von maximal 300 kW übernehmen im Sommer wassergekühlte Kältemaschinen mit einem hohen Wirkungsgrad. In den Übergangs- und Wintermonaten erledigen leerlaufende Freikühler deren Job. Sie benötigen dabei nur einen Bruchteil der elektrischen Antriebsleistung der Kältemaschinen. Die Rückkühlung des Maschinenkühlkreises mit einer maximalen Leistung von 350 kW in der Endausbaustufe erfolgt im Sommer und Winter über leerlaufende Freikühler. Dabei kann der Kunststoffverarbeiter je nach Bedarf, die Abwärme für Heizzwecke nutzen.

Glykolfreie, automatisch leerlaufende Freikühler-Doppeleinheit, die im Sommerbetrieb die Kühlenergie für die Maschinen liefert und in der Übergangs- und Winterzeit die Arbeit der Kältemaschine übernimmt. Damit wird im Bereich konditionierte Luft viel Geld für Strom einspart. 

Die effizientesten Komponenten und das bestmöglich geplante Energiekonzept ist jedoch nur so gut wie das Energiemanagement. Das organisiert alle Prozesse und Funktionsabläufe. Auch auf diesem Gebiet überlässt man bei Schägner nichts dem Zufall. Das Unternehmen orientiert sich dabei an den optimierten und durch Automatisierung unterstützten Produktionsabläufen in der Fertigung.

Energetisch optimiert zu konditionierte Luft

Für ein bestmögliches Miteinander aller Systeme in der Medienversorgung und deren zeitlich und damit energetisch optimierten Einsatz setzen die Kunststoffspezialisten eine zentrale, frei programmierbare Regelung mit Visualisierung ein. Über diese Technik ist gesichert, dass zu jedem Zeitpunkt die energiesparendste Technik im Einsatz ist. Darüber hinaus können die Verantwortlichen zu jedem Zeitpunkt den Betriebszustand der einzelnen Sektionen optisch abrufen. Sie erhalten somit auf kürzestem Wege einen Überblick über das Gesamtsystem. 

Hier am zentralen Schaltschrank laufen alle organisatorischen Fäden der Medienversorgung bei der Firma Schägner in Steinmauer zusammen. Die Nutzeroberfläche gibt einen Oberblick über die aktuelle Betriebssituation, und die Parameterfür konditionierte Luft lässt sich hier leicht an die Bedarfssituation anpassen.

Die Betriebskosten von Reinraumsystemen sind augrund der höheren Anforderungen an die Luftqualität zwangsläufig sehr viel höher als bei konventionellen Lüftungssystemen. Neben den Kosten für notwendige Filtereinheiten zur Begrenzung der Partikelzahl schlagen erhebliche Kosten für die energetischen Prozesse rund um die Luftaufbereitung zu Buche. Besonders kostenintensiv ist die Konditionierung der Luft im Sommerbetrieb. Wesentliche Gründe dafür sind die höheren Außentemperaturen und Feuchtelasten. Um die daraus resultierenden negativen Einflüsse auf die Produktionsbedingungen zu eliminieren, ist eine partielle Unterkühlung der Zu- oder Umluft notwendig.

Günstige Kosten für gutes Reinraumklima und nachhaltige Hygiene

Dazu sind in zentralen Lüftungsgeräten Kühlregister angeordnet, die mit einer Kühlwasservorlauftemperatur von 6 °C angefahren werden. Diese niedrige Kühlwassertemperatur sorgt sowohl für eine Kühlung, wie für eine Entfeuchtung der Luft auf die gewünschte Feuchtkugeltemperatur. Die Versorgung dieses Kühlkreises über nimmt eine regelbare Kältemaschine mit einer Kühlleistung von rund 240 kW. Den Kühlregistern nachgeschaltet sind Heizregister, in denen die entfeuchtete Luft wieder ein Stück weit aufgeheizt wird. Das kann Zugerscheinungen bei der Einleitung der Luftmengen in die Reinräume wirksam verhindern.

Zentrales Klimageräte für die Versorgung des neu gebauten Reinraums der Reinraumklasse 8, dass mit Kühlregister zur Kühlung und Entfeuchtung, einem Heizregister zur Nutzung von Abwärme, Filtereinheiten zur Reduzierung der Partikelanzahl sowie einer Befeuchtungseinheit für den Winterbetrieb ausgerüstet ist. 

Die für diesen Vorgang benötigte Heizenergie bezieht das Unternehmen üblicherweise aus dem konventionellen Heizwassernetz. Bei Schägner verzichtet man in dieser Sektion der Lüftungsgeräte auf den Einsatz von Primärenergie. Stattdessen nutzt man bereits einmal bezahlte Energie für die Nacherwärmung der Luft. Die Rede ist hier von Kühlwasser als Heizmedium, das aus den Kühlkreisläufen von Spritzgießmaschinen und Kältemaschine stammt. Diese als Wärmerückgewinnung bezeichnete Funktion macht aus Abwärme, die normalerweise über Rückkühlwerke in die Umgebung abgeleitet wird, nutzbare Heizwärme. Und die kann teures Erdgas oder Heizöl ersetzen.

Mit Abwärme kostenlos heizen

Die Verantwortlichen bei Schägner haben einen Partner gesucht, der zusammen mit den eigenen fachlich verantwortlichen Mitarbeitern ein ganzheitliches, auf die eigenen Bedürfnisse hin abgestimmtes Versorgungskonzept entwickelt und umsetzt. Diesen Partner haben sie in ONI-Wärmetrafo und den Fachleuten dieses Unternehmens gefunden. Die aktuell umgesetzten Projekte in den Bereichen Kühlanlagen- und Reinraumtechnik haben das noch einmal eindrucksvoll unterstrichen. Mit den jetzt installierten technischen Lösungen sorgen die Kunststoffverarbeiter für einen möglichst niedrigen Energieeinsatz bei höchstmöglicher Versorgungssicherheit. Dank der energiesparenden Systeme und dem Einsatz einer Wärmerückgewinnung senken sie die Energiekosten. Darüber hinaus verbessern sie so auch ihre Wettbewerbsfähigkeit und sorgen zudem für ein erhebliches Stück Umweltentlastung. Damit fühlen sie sich auch auf diesem Gebiet für die Zukunft bestens gerüstet.

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