Pumpen Alles in Butter bei den Pumpen? – So geht Energiesparen 2023

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Wie erzielt ein Molkereikonzern 481.800 kWh Energieeinsparungen? Wie so häufig, indem die Mitarbeiter die großen Energiefresser identifizieren, analysieren und die passenden Technologien einsetzen. Schon die passenden Pumpen können 33 Tonnen CO₂ einsparen – und das Jahr für Jahr.

Arla Foods, einer der führenden Akteure auf dem internationalen Molkereimarkt, will bis 2050 keine Kohlenstoffemissionen mehr verursachen. Der erste Schritt sind Effizienzziele, nach denen 60 Molkereien weltweit ihre Emissionen um 63 Prozent bis 2030 senken sollen. Vor kurzem installierte der Pumpenspezialist Grundfos bei Arla im britischen Westbury intelligente Pumpen und half, Einsparungen von 481.800 kWh und 194 Tonnen CO₂ pro Jahr zu erzielen.

„Westbury hat sich als hervorragender Ausgangsstandort für die Senkung des Energieverbrauchs, der Emissionen und der Kosten sowie zu einem verbesserten Betrieb erwiesen“, erklärt Mia Bredal, Director, Supply Chain Sustainability PMO bei Arla Foods. „Das Ziel der CO₂-Neutralität ist nicht in detaillierten Plänen aufgeführt, da sich Grundlagentechnologien noch in der Entwicklung befinden. So liegt unser Fokus auf Effizienzzielen, die auf quantifizierbaren Daten und bekannten Kosten beruhen. Deshalb können wir für 2030 Effizienzziele festlegen, nämlich eine 63-prozentige Verringerung der Emissionen in 60 Anlagen weltweit und das Ziel, bis 2025 100 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Quellen zu gewinnen“, erklärt Bredal.

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Die Ausgangssituation: Energiefresser im Pumpenpark

Das Arla-Werk in Westbury, Wiltshire, stellt eine Reihe von Butterprodukten her. Der Standort wurde 2002 als Ausgleichsanlage für das Vereinigte Königreich gebaut und nutzt überschüssige Milch- und Rahmmengen. Betrieben wurde die Anlage von einer Gruppe von Genossenschaften, bevor sie 2016 von Arla Foods übernommen wurde. In Westbury sind Pumpen für Kühl- und Eiswasseranwendungen, Prozesswasserzufuhr und Dampfkesselspeisung installiert.

Ende des Jahres 2020 wandte sich Westbury an Grundfos, um die Kühl- und Eiswasseranwendungen zu optimieren. „Beim ersten Kontakt ging es um einige Steuerungen und einen Wasserkreislauf an einigen Kühlsystemen. Danach begannen Untersuchungen, wo Energie gespart werden könnte. Der Fokus lag zunächst auf den Kühlwasserpumpen“, erklärt Andy Newman, der als Servicespezialist an dem Projekt beteiligt ist und die neuen Pumpen betreut. Die Pumpenanlagen sind für viele Vorgänge von entscheidender Bedeutung, etwa die Nachpasteurisierung oder Produktverarbeitung.

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Die ursprünglichen Pumpen waren seit dem Bau des Werks 20 Jahre lang in Betrieb, wurden direkt angeschlossen und waren nicht mechanisch abgedichtet. Dies stellte das Personal vor einige Herausforderungen, was die Häufigkeit der Wartung und die Wartungsfreundlichkeit betrifft: „Wenn wir ein Wartungsprojekt durchführen, bei dem wir ein neues Gerät nachrüsten, prüfen wir, was im Hinblick auf den Energieverbrauch die beste Lösung ist. So finden wir heraus, welche Energieeinsparungen möglich sind“, erklärt George Nicholls, der als Projektmanager bei Arla Foods in erster Linie für die Capex-Prozesse zuständig ist.

Energie-Checker unter sich: Dem Verbrauch auf der Spur

Beim ersten Termin besichtigte Grundfos den Standort und führte Energiebewertungen (die bei Grundfos Energy Checks Advanced heißen) an den Kühlwasserpumpen durch. Dazu wurden Sensoren im System eingesetzt, um Daten aus der bestehenden Anlage zu erhalten. „Es handelte sich um Zangenmessgeräte, die einfach an eine Stromversorgung mit einem Modem und einer SIM-Karte angeschlossen wurden. Und es erforderte überhaupt keinen Aufwand unsererseits“, erklärt Service-Specialist Newman. Die Messungen zeigten schnell, dass die Parameter der Pumpen weit außerhalb ihrer Auslegungskurven lagen.

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Das Ergebnis war ein Prüfbericht, der zeigte, wie die Optimierung und Re-Dimensionierung des Systems zu Energieeinsparungen und Verbesserungen führen würde. „Was wir von Grundfos erhielten, war ein Bericht, der die technischen sowie die energetischen, finanziellen und nachhaltigen Vorteile aufzeigte und erklärte“, sagt George Nicholls. Kapitalkosten und zukünftige Betriebskosten wurden aktuellen Betriebskosten gegenübergestellt, sodass das Team erkennen konnte, dass die Amortisationszeit für jede Investition innerhalb der gesetzten Grenzen lag.

Effizient und voll geregelt: Warum sich neue Pumpen lohnen

„Wenn man einen Prüfbericht in der Hand hat und die Vorteile sieht, fällt es leicht, eine Entscheidung zu treffen – besonders, wenn man die Amortisationszeiten im Ganzen betrachtet“, resümiert Nicholls. Grundfos lieferte ein schlüsselfertiges End-to-End-System für das Kühl- und Eiswasserhandling, einschließlich Installation, Verrohrung und Inbetriebnahme. Die drei alten 55-kW-Pumpen für das Kühlwassersystem wurden durch neue NB 80-200 37-kW einschließlich Frequenzumrichter ersetzt. Im Eissystem wurden alte 22-kW-Pumpen durch neue 7,5-kW-Pumpen TPE 200-70 mit eingebauten Frequenzumrichtern ersetzt.

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Aufgrund der durchgetakteten Produktion war ein erheblicher Vorbereitungsaufwand erforderlich: In Westbury gibt es nicht viele Stillstandstage, die in der Molkerei zudem eher zwölf Stunden entsprechen. Auch eine zeitliche Staffelung kam nicht in Frage, da man aus Sicherheitsgründen nicht auf eine Pumpe verzichten konnte. Die neuen NB- und TPE-Pumpen waren innerhalb des 12-Stunden-Fensters betriebsbereit – und nicht nur das: „Die neuen Pumpen sind viel besser designed: Sie arbeiten zwar immer noch mit einem modulierenden Ventil, aber wir haben jetzt eine Druckregelung dahinter. Jetzt schalten sich die Pumpen selbst ein und steuern auf Sollwerte, die wir ändern können. Außerdem haben wir mehr Überwachungsmöglichkeiten und können den Stromverbrauch vor Ort sehen“, sagt Andy Newman, Servicespezialist bei Arla Foods.

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„Ein weiterer Vorteil ist, dass der Technikraum leichter zu pflegen ist. Der Boden ist im Allgemeinen trocken. Es gibt kein Wasser, das versehentlich austritt, und weniger manuelle Arbeiten.“ Arla benötigt auch weniger Lagerartikel vor Ort, was die Kosten senkt. Beispielsweise müssen bei Bedarf nur zwei unterschiedliche Gleitringdichtungen für die Pumpen bevorratet werden.

„Wartungs-Verantwortliche suchen nach zuverlässigen und funktionellen Lösungen. Wir als Unternehmen sind dafür verantwortlich, die Dinge effizienter und besser zu machen. Für uns erfüllt dieses Projekt gleich mehrere Kriterien: Kostensenkung, Nachhaltigkeit und Stand der Technik“, so Projektleiter Nicholls.

Nach der Optimierung der Kühl- und Eiswasserkreisläufe bestand das nächste Projekt für Grundfos bei Arla Westbury in der Modernisierung der Kesselspeisepumpen. Die Dampfkessel sind Teil vieler Prozesse in der Molkerei und entscheidend für den Betrieb der Verdampfer. Dieses neue Projekt führte zu einer jährlichen Einsparung bei der Kesselspeisung mit neuen Pumpen von 4.096 Kilowattstunden pro Jahr und 33,81 Tonnen CO₂-Äquivalent. (dst)

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