Ein Blick in den Nachhaltigkeits-Werkzeugkasten eines Mess- und Regel-Spezialisten

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01.06.2023 Lesedauer: 7 min

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Ob indische Wasserwerke, wohltemperierte Züge oder niederländische Gewächshäuser: Mess-, Regel- und Automatisierungstechnik von Jumo leistet in vielen Applikationen einen wichtigen Beitrag, um Energie zu sparen oder Ressourcen zu schonen. Das Portfolio der Fuldaer ist deshalb so etwas wie ein optimaler „Nachhaltigkeits-Werkzeugkasten“ für viele Branchen.

Welchen Einfluss haben Temperatur, Feuchtigkeit und Licht? Für die Saatgutzüchtung ist viel Forschung in Testklimakammern erforderlich. Jumo unterstützt mit Produkten und Know-how bei der Optimierung der Anlagen und Prozesse – für eine energieeffiziente und nachhaltige Gemüsezucht.
(Bild: ©tanakorn - stock.adobe.com)

Wist je dat? Unsere niederländischen Nachbarn konsumieren pro Kopf zwar nur halb so viel, bei Tomaten, Karotten und Zwiebeln gehört das Land jedoch zu den drei größten Gemüseproduzenten Europas. Die niederländische Jumo-Tochtergesellschaft unterstützt die heimische Gemüseindustrie seit Jahren mit Produkten und Know-how bei der Optimierung von Anlagen und Prozessen. So verbessert auch die niederländische Saatzuchtindustrie ständig ihre Verfahren, um das Wachstum und die Ernte der Pflanzen zu maximieren.

Automatisierung für Klimakammern

Das in Warmenhuizen ansässige Unternehmen Bejo Zaden mit Niederlassungen in mehr als 30 Ländern ist führend in der Züchtung, der Produktion und dem Verkauf von Gemüsesaatgut. Für die Saatgutzüchtung ist viel Forschung erforderlich und Bejo setzt hierfür unter anderem Testklimakammern ein. In diesen Kammern wird der Einfluss von Temperatur, Feuchtigkeit und Licht auf die Entwicklung der Samen untersucht. Für die Lieferung und Installation solcher Klimakammern ist Frost Klimaattechniek aus Stompetoren zuständig. Speziell für Bejo hat sich das Unternehmen mit Jumo zusammengetan. Eine der oben beschriebenen Klimakammern ist der sogenannte 9-Fach-Schrank, für den Bejo einen Ersatz bei der Firma Frost suchte.

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Jumo Nesos: Überfüllsicherung mit Standgrenzschalter für Behälter zur Lagerung wassergefährdender Flüssigkeiten

Der Jumo hydroTrans ist der ideale Partner zur Klimaüberwachung von z. B. Lagerräumen oder Produktionshallen.

Die Zentraleinheit Jumo mTron T beinhaltet das Prozessabbild der Applikation und verwaltet die Konfigurations- und Parameterdaten des Gesamtsystems. Für individuelle Steuerungsaufgaben sind neun Programmgeber und umfangreiche Grenzwertüberwachungen verfügbar.

Der Prozessdruckmessumformer Jumo Siras P21 AR misst zuverlässig und präzise Relativ- und Absolutdruck von Flüssigkeiten, Dämpfen und Gasen. Er wurde für den Einsatz in sicherheitstechnischen Anlagen mit Safety Integrity Level (SIL) nach DIN EN 61508 entwickelt.

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Für die Steuerung des neuen Prüfklimaschranks mit neun Fächern mussten spezielle Anforderungen erfüllt werden. Im bestehenden Schrank wurden Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit gemessen; das musste auch der Ersatz leisten. Darüber hinaus sollte der neue Schrank mit Erweiterungsmöglichkeiten für zusätzliche Anwendungen ausgestattet sein. Insbesondere sollte es möglich sein, die gewünschte untere Temperaturgrenze zu senken.

Gemeinsam gute Lösungen entwickeln: (Nachhaltige) Erfolgsgeschichten von Jumo

Um das Saatgut drehen zu können, ist jedes Abteil mit einer sogenannten Walzenbank ausgestattet. Der Wunsch von Bejo war die Verwendung einer zentralen Steuerung mit einem intuitiv bedienbaren HMI. Für die Beleuchtung wünschte sich Bejo LED-Module in den verschiedenen Fächern anstelle der Standardleuchten.

SPS-Technik in Kombination mit Steuerungstechnik erfordert spezielle Kenntnisse und Fähigkeiten. Die jahrelange Erfahrung auf diesem Gebiet hat dafür gesorgt, dass die Firma Frost Jumo mit der Steuerung des neuen Prüfklimaschranks beauftragt hat. Zum Einsatz kommt das Automatisierungssystem Jumo mTron T. Für jedes Fach können Temperatur, Feuchtigkeit und Beleuchtung geregelt werden. Jede dieser Größen kann individuell pro Fach so gesteuert werden, dass es nicht zu Kondensationsproblemen kommt. Neben dem Trocknen des neuen 9-Fach-Schranks regelt der Jumo mTron T die Lüftungsgeschwindigkeit und steuert die Walzen sowie die Lichtintensität für jedes Fach.

Mehrwert durch Partnerschaft

Die Zusammenarbeit von Frost mit Jumo hat zu einer Anlage bei Bejo geführt, die alle relevanten kältetechnischen und elektrischen Anforderungen erfüllt. Das Design und die Entwicklung sorgen für höchste Systemzuverlässigkeit und sind gleichzeitig zukunftsweisend. Der Schrank ist zum Beispiel für den Einbau eines Doppelkompressors vorbereitet. Der Schwerpunkt liegt auf Sicherheit, Genauigkeit und einfacher Bedienung. Die Forschung, die in diesem Schrank erfolgt, trägt zu Ertragssteigerung, Ertragssicherheit und verbesserter Produktqualität des Saatguts bei.

Vorreiterrolle in Sachen Nachhaltigkeit

Die beiden Mega-Themen Klimaschutz und Nachhaltigkeit stehen bei Jumo ganz oben auf der Agenda. Das Unternehmen managt den ökologischen Fußabdruck schon seit Jahrzehnten bestmöglich. Hierfür hat die Eigentümerfamilie Juchheim lange vor den gesetzlichen Regelungen viele Prozesse implementiert und ständig verbessert, um nachhaltig zu produzieren und die Umwelt so wenig wie möglich zu belasten. Im Laufe der letzten Jahre wurden beispielsweise zwei Photovoltaikanlagen mit einer Gesamtleistung von 112,3 Kilowatt-Peak (kWp) installiert (die eine Anlage erzeugt 98 kWp, die andere 14,3 kWp).

Überall dort, wo es ökologisch sinnvoll ist und sich ökonomisch rechnet, wird am Hauptstandort in Fulda auf Erneuerbare Energie umgestellt. Ein Energiemanager prüft regelmäßig, was machbar wäre, aufgrund bautechnischer Vorgaben und gewachsener Strukturen ist allerdings nicht alles möglich. Das Facility Management lässt alle Anlagen regelmäßig warten und instand halten, um maximale Energieeffizienz erzielen.

Die Fortschritte können sich sehen lassen: Lag die jährliche CO₂-Emission am Firmensitz in Fulda im Jahr 2013 noch bei rund 6.000 Tonnen, so ist sie im Jahr 2021 um über 40 Prozent auf knapp 3.400 Tonnen gesunken. Das liegt zum einen daran, dass in der Produktion bei Investitionen genau auf den Energieverbrauch der neuen Maschinen und Anlagen geachtet wird, zum anderen spielt eine nachhaltige Energiebeschaffung über den regionalen Energieversorger, welche sich durch geringere Immissionen widerspiegelt, eine große Rolle.

Planungen für Werksneubau im Technologiepark Fulda West

Für das neue Werk im Technologiepark Fulda West sieht die Situation gänzlich anders aus, denn es ist eine klassische Greenfield-Investition, für die das Unternehmen rund 48 Millionen Euro in die Hand nimmt. Hier werden zukünftig Temperatur- und Drucksensoren produziert, die aufgrund von Industrie 4.0 und der Energiewende weltweit stark nachgefragt werden.

Nach aktueller Planung soll dort komplett auf fossile Energieträger verzichtet werden. Zur Heizungsunterstützung ist eine Geothermieanlage geplant, welche die Spitzenlast abdecken soll, während die Grundlast komplett durch Wärmerückgewinnung aus den Produktionsprozessen gedeckt wird. Ein entsprechender Antrag zur Geothermieanlage befindet sich derzeit noch in Prüfung. Bei Jumo ist man aber zuversichtlich, dass diese Prüfung positiv verlaufen wird.

Zudem wird eine Photovoltaikanlage mit 690 Kilowatt-Peak (kWp) installiert. Der Strom dieser Anlage wird folgendermaßen genutzt:

Der Strombedarf der Produktionsanlagen soll größtenteils durch den eigenen Strom gedeckt werden.

Die Kühl- und Lüftungsanlagen des neuen Werkes werden überwiegend mit selbst erzeugtem Strom aus der Photovoltaikanlage betrieben.

Die Stickstofferzeugung soll nach Möglichkeit ebenfalls mit eigenen Anlagen selbst vor Ort durchgeführt werden. Dadurch reduziert sich nicht nur der Primärenergiebedarf, sondern es entfällt auch die komplette Logistik des Stickstofftransportes. Somit ist diese technische Lösung als Gesamtprozess CO₂-neutral.

Zuletzt soll ein Sprinklertank mit 1.200 Kubikmetern Wasservolumen als Wärmespeicher für die Heizungs- und Kühlanlage maximal effizient genutzt.

Jumo nutzt also das komplette Potenzial zur Stromerzeugung richtet alle energetischen Prozesse danach ausgerichtet, den CO₂-Fußabdruck auf ein Minimum zu reduzieren. Dabei sorgt die eigene intelligente Mess- und Regeltechnik dafür, die vorhandene Energie vollumfänglich zu nutzen.

Im Folgenden werden drei weitere Produkte vorgestellt, mit denen die Mess- und Regelspezialisten aus Fulda die (Prozess)Welt sicherer, nachhaltiger und – mit eigenen Worten – besser machen wollen.

Prozesskritische Füll- und Grenzstände sicher detektieren

Unter dem Namen JSP (Jumo Safety Performance) bündelt Jumo die Kompetenzen des Unternehmens in den Bereichen SIL (Safety Integrity Level) und PL (Performance Level). Nun wird das JSP-Portfolio um eine weitere wichtige Messgröße erweitert, mit der die sichere Detektion und Messung von prozesskritischen Grenzständen und Füllständen von Flüssigkeiten ermöglicht wird. Dabei handelt es sich um eine Systemlösung, die auf den Produkten der Jumo Nesos-Serie basiert und in verschiedenen Ausbaustufen lieferbar ist. Vom SIL-qualifizierten Sensor mit allen erforderlichen sicherheitstechnischen Kennwerten über SIL-zertifizierte Sensoren bis hin zur zertifizierten Messstelle stehen flexible Optionen zur Auswahl.

EVENT-TIPP: SIL-FORUM 2023

Auf dem SIL-Forum am 14. September 2023 in Würzburg erwarten Sie spannende Workshops, in denen Sie den neuesten Stand zum Thema Funktionale Sicherheit und Security erfahren. Im Fokus stehen Lösungsansätze und Experten-Tipps für den beruflichen Alltag sowie der Erfahrungsaustausch. Mit dabei: Jumo!

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Die JSP-Komplettlösung im Bereich „Füllstand“ kann darüber hinaus vom Sensor bis zum Aktor Leitungsfehler wie Kurzschluss und Kabelbruch sicher detektieren. Auch in Kombination mit Anwendungen im explosionsgeschützten Bereich (eigensicher, Ex i und druckfeste Kapselung, Ex d) sowie im Schiffbau sind Lösungen realisierbar. So sind beispielsweise Anwendungen im Bereich von Flüssiggas und Wasserstoff, in Dampfkesseln, Bioreaktoren oder Lösemittelreinigungsanlagen möglich.

Prima Klima – dank Prozess- und Raumluftsteuerung

Eine präzise Feuchte- und Temperaturüberwachung ist die Grundvoraussetzung zur genauen Steuerung der Raum- und Prozessluft. So können Anwender aus dem HKL-Bereich (Heizung, Klima, Lüftung) Kosten senken und den Instandhaltungsaufwand minimieren. Geräte der Jumo hydroTrans-Serie sind zuverlässige Feuchte- und Temperaturmessumformer mit einem optionalen CO₂-Modul, die nach dem kapazitiven Messverfahren arbeiten. Die Geräteserie ist mit verschiedenen Schnittstellen verfügbar und zeichnet sich durch Montagefreundlichkeit, Robustheit und eine zuverlässige Sensorik aus. Der Messumformer ist in vier Varianten als Wand-, Kanal-, Stab- oder Raumausführung lieferbar und kann besonders einfach montiert und installiert werden. Durch die verschiedenen Ausführungen mit Schutzarten zwischen IP20 und IP65 ist das Gerät für vielfältige Einsatzgebiete in der Gebäudeautomation geeignet. Der Messbereich umfasst 0 bis 100 % rF, die Genauigkeit liegt bei 2 % rF.

Der Jumo hydroTrans verfügt über ein modernes Farbdisplay und ist in Temper aturbereichen von -40 bis +80 °C einsetzbar. Zur exakten Bestimmung der Qualität der Innenraumluft in Innenräumen ist eine Variante mit einem optionalen CO₂-Modul mit einem Messbereich bis zu 10.000 ppm verfügbar.

Vielfältig einsetzbare Druckmessumformer

Der programmierbare Druckmessumformer Jumo Siras P21 AR/DP besitzt die Zulassung für den Einsatz in sicherheitstechnischen Anlagen mit Safety Integrity Level (SIL) nach DIN EN 61508 sowie Performance Level (PL) nach DIN EN 13849. Damit eignet er sich perfekt für Sicherheitsmessketten in der Prozessindustrie. In Kombination mit dem Jumo-Sicherheitstemperaturbegrenzer/Sicherheitstemperaturwächter und einem Jumo-Transmitterspeisegerät kann er als sofort einsatzfähige Sicherheitskette für SIL 2 oder SIL 3 eingesetzt werden. Jumo stellt hierfür die benötigten Zertifikate und alle sicherheitsrelevanten Systemeigenschaften übersichtlich zur Verfügung, so dass der Sicherheitsbewertungsaufwand für den Anwender deutlich sinkt.

Der Druckmessumformer ist vielfältig einsetzbar und misst zuverlässig und präzise den Relativ-, Absolut- oder Differenzdruck von Flüssigkeiten, Dämpfen und Gasen. Er erweitert das JSP-Portfolios und kann in Kombination mit dem Jumo safetyM STB/STW und dem Transmitterspeisegerät als sofort einsatzfähige Sicherheitskette (gemäß PED 2014/68/EU) eingesetzt werden. Die werksseitig eingestellten Messbereiche liegen beim Jumo Siras P zwischen 0 und 100 bar Relativdruck sowie 0 und 100 bar Absolutdruck. Der Jumo Siras P21 AR/DP überzeugt besonders durch seine hohe Präzision. Die Langzeitstabilität liegt bei weniger als 0,1 % pro Jahr, die Linearität bei 0,05 %.

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