Teilereinigung Tipps für weniger Energieverbrauch bei der Teilereinigung

Autor / Redakteur: Stéphane Itasse / Stéphane Itasse

Bäder mit teils hohen Temperaturen und anschließende Trocknung der Bauteile – die Teilereinigung kann sich durchaus zum Energiefresser in der Produktion entwickeln. Experten erläutern, wie man gegensteuern kann, um Energie und damit auch bares Geld zu sparen.

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Genaues Hinschauen und Planen lohnt sich: Oft fahren bei der Teilereinigung die Anwender mit überdimensionierten Waschprogrammen, was unnötigerweise Geld kostet und außerdem noch die Umwelt belastet.
Genaues Hinschauen und Planen lohnt sich: Oft fahren bei der Teilereinigung die Anwender mit überdimensionierten Waschprogrammen, was unnötigerweise Geld kostet und außerdem noch die Umwelt belastet.
(Bild: Höckh Metall-Reinigungsanlagen)

Möglichkeiten für Ineffizienzen gibt es in der Teilereinigung genug: Leerlaufzeiten von Anlagen, nicht angepasste Reinigungsprogramme, unnötige Reinigungsschritte, zu lange Trocknungszeiten, falsche Chargierung oder eine nicht reinigungsgerechte Positionierung der Bauteile nennt Michael Höckh, Geschäftsführer der Höckh Metall-Reinigungsanlagen GmbH in Neuenbürg als Beispiele. „Effizienzsteigerungen bei bestehenden Reinigungsanlagen lassen sich nach unserer Einschätzung am einfachsten im Bereich der Prozessoptimierung realisieren. Wir beobachten hier sehr häufig, dass insbesondere, wenn die Anlagen mehrere Jahre in Betrieb waren, Prozessparameter nicht hinterfragt werden“, ergänzt Tobias Oberauer, Geschäftsführer der Karl Roll GmbH & Co. KG in Mühlacker. Dies bedeute, dass beispielsweise alle Teile mit dem gleichen Waschprogramm gereinigt werden, obwohl einfache Teilegeometrien oder Vorreinigungsprozesse kürzere Wasch- oder Trocknungszeiten zulassen würden.

Zu schnelles Verwerfen der Bäder ist teurer als einfache Analysen

Bei wässrigen Anlagen werde häufig der Badanalytik nicht genügen Augenmerk geschenkt. „Bäder werden nach festen Zyklen verworfen, obwohl der Zustand des Bades eigentlich ein Weiterbetreiben der Anlage noch zulassen würde oder über einfache Maßnahme auf Seiten der Reinigerchemie eine deutlich längere Standzeit möglich wäre“, sagt er.

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Höckh und Oberauer sind sich allerdings einig darin, dass sich Probleme dieser Art rasch beseitigen lassen: Oft genügt eine Sensibilisierung der Bediener durch entsprechende Schulungen. „Sowohl der eigentliche Reinigungsprozess als auch der Trocknungsprozess ist oft Kunden auf dem worst case abgebildet. Hier können individuell abgestimmte Reinigungs- und Trocknungsprogramme ganz erheblich dazu beitragen, die Energieeffizienz zu steigern“, berichtet Oberauer. Je nach Anwendungsfall ist es möglich, Behandlungszeiten zu verkürzen, Prozessschritte aus der Behandlungsfolge zu streichen, Einschaltzeiten von Reinigungsunterstützung oder Badaufbereitung anzupassen, Badtemperaturen zu senken, oderTrocknungszeiten, Trocknungstemperaturen und Warmluft-/Vakuumzyklen an die Anforderung anzupassen. „Viele Anwender fahren aus Angst vor Fehlbedienung oder Qualitätsproblemen mit unnötig langen Reinigungsprogrammen“, weiß auch Höckh.

Reinigungsprogramm sorgfältig an die jeweilige Aufgabe anpassen

„Grundvoraussetzung für einen effizienten Reinigungsprozess ist dessen optimale Anpassung an die jeweilige Reinigungsaufgabe“, erläutert Dr. Katja Mannschreck, Leiterin des Schulungszentrums Ecoctec der Dürr Ecoclean GmbH in Filderstadt. Zudem empfiehlt sie, die Prozesse stärker durchzudenken: „Grundsätzlich steigen die Kosten für die Reinigung, je höher die Sauberkeitsanforderungen sind. Es lohnt sich daher zu hinterfragen, ob die geforderten Restschmutzvorgaben für das jeweilige Bauteil beziehungsweise den entsprechenden Fertigungsschritt wirklich erforderlich sind.“ Auch die Verringerung der Schmutzmenge hat nach ihrer Auskunft Auswirkungen auf die Energieeffizienz: „Alles, was nicht abgereinigt werden muss, verursacht auch keine Kosten.“

Erhöhung der Energieeffizienz setzt viele Messungen voraus

Anders sieht es aus, wenn man die Anlagen zur Teilereinigung hinsichtlich ihrer Energieeffizienz optimieren will. Am Anfang stehen hier Messungen, um überhaupt erst einen Überblick über den tatsächlichen Energieverbrauch zu bekommen. Und das ist nicht immer möglich, wie Höckh erläutert: „Sofern der Nutzer kein Interesse am Thema hat, helfen Zähler nur wenig weiter.“ Zähler würden nur von der Großindustrie nachgefragt, der Kleinanwender verzichte bei der Investition in der Regel auf teure Messtechnik. „Zähler für Energie- und Wasserverbrauch werden nur bei circa 20 bis 30 % der Anlagen verbaut“, bestätigt Oberauer. Der Einbau dieser Zähler sei grundsätzlich sinnvoll, jedoch sollten die Zähler auch in Form eines Maschinenlogbuches ausgewertet und in Relation zur gewaschenen Teilemenge gebracht werden. „Insbesondere nach mehreren Jahren ergeben sich beim Kunden oft geänderte Abläufe, beispielsweise werden Öle durch Emulsionen ersetzt oder die Anforderungen neuer Produkte an die Reinigung erfordern geänderte Prozesse. Genau hier sollte über eine gezielte Analytik der Reinigungsanlage vermieden werden, dass Prozesse und damit auch Verbrauchskosten an den worst case angepasst werden“, sagt er.

Eigenes Energiesparpaket für Teilereinigungsanlagen entwickelt

Für automatische Prozesse sind nach Auskunft von Höckh zur Effizienzsteigerung insbesondere Messinstrumente zur Badsauberkeit hilfreich. Damit ließen sich Aufbereitungsprozesse wie die Destillation bei Lösemittelanlagen bedarfsgerecht steuern. Weitere Bausteine im Hinblick auf die Energieeffizienz seien in den vergangenen Jahren dazugekommen: automatische Stand-by-Schaltung bei Leerlauf, variable Anpassung der Grundlast oder abgesenkte Betriebstemperaturen.

verweist auf das von Dürr Ecoclean für bestehende und neue Anlagen entwickelte Energiesparpaket: „Es ermöglicht je nach Anlagentyp beachtliche Einsparungen. Denn durch die intelligente Anlagensteuerung werden energieintensive Aggregate wie Vakuumpumpen nach einer definierten Zeit ohne Warenverfügbarkeit automatisch in einen Stand-by-Modus geschaltet“.

Energieeffizienz-Motoren bringen nur begrenzten Nutzen

Wenn es um Energieeffizienz geht, rücken auch häufig Elektromotoren, bei der Teilereinigung im Wesentlichen in Pumpen und Hilfsantrieben, in den Fokus. Ob sich eine Umrüstung der Pumpen und Hilfsantriebe bei bestehenden Anlagen lohnt, hängt sehr vom Anlagentyp und dem Umfang der Badaufbereitung ab. „Für einfache Entfettungsaufgaben auf wässriger Basis, die lediglich mit Ultraschallunterstützung in Einkammeranlagen arbeiten und eine Trocknung durch Eigenwärme erfolgt, fällt im Wesentlichen nur der Energiebedarf der Medienpumpe und der Automatisierung an. Dieser wird sich im Bereich von maximal 20 % der Anlage bewegen“, schätzt Oberauer. Bei der Reinigung von hochkomplexen Bauteilen mit Hochdruckpumpenaggregaten und mehreren Prozessstufen und aufwendigerer Vakuum-/Warmlufttrocknung entfalle ein Großteil des Energieverbrauchs auf die Hochdruckpumpen. Für solche Anwendungen könne dann auch die Umstellung auf energieeffiziente Motoren eine wirtschaftliche Lösung sein. Hingegen empfiehlt er normalerweise, bei Standardanlagen nur bei Ausfall eines Bauteils auf eine energieeffziente Ausführung für den Austausch zu gehen.

Optimierte Pumpensteuerung bringt mehr als Energieeffizienz-Motoren

„Bevor eine Umrüstung der Pumpen im Hinblick auf energieeffizientere Motoren in Betracht gezogen wird, sollten zunächst alle Möglichkeiten der optimierten Pumpenansteuerung geprüft werden“, ergänzt Höckh. So könne schon allein ein bedarfsgesteuertes Ein-/Ausschalten anstatt Dauerlauf den Energieverbrauch senken. Auch Mannschreck kritisiert den viel diskutierten Umstieg bei Antrieben von IE2 auf IE3 als wenig effektiv, „und das ganz abgesehen davon, dass diese Motoren für viele Aggregate noch nicht lieferbar sind“.

Mit steigenden Energiepreisen in den vergangenen Jahren ist bei vielen Prozessen auch die Wärmerückgewinnung wichtiger geworden. „Die Möglichkeiten zur Energierückführung sind bei Lösemittelanlagen mit Destillation und wässrigen Anlagen mit Verkochungseinrichtung sehr gut machbar. Hier kann die zur Badaufbereitung eingesetzte Energie wieder verwendet werden, um die Prozessbäder zu beheizen“, erläutert Oberauer. Damit könne die Badaufbereitung im Wesentlichen energieneutral umgesetzt werden. Ähnlich setze es auch die Höckh Metallreinigungs-Anlagen GmbH bei Lösemittelanlagen um, wie der Geschäftsführer berichtet, und das seit vielen Jahren.

Zurückgewonnene Abwärme sinnvoll nutzen

Bei der Nutzung der Abwärme aus anderen Prozessschritten, beispielsweise der Absaugung bei wässrigen Anlagen, der Abwärme von Vakuumpumpen oder von Kälteaggregaten bei Lösemittelanlagen, besteht laut Oberauer jedoch immer die Problematik, dass das vorhandene Temperaturniveau zu niedrig ist, um dies in der Anlage sinnvoll einzusetzen. „Wir empfehlen hier dem Kunden grundsätzlich, zuerst zu prüfen, inwieweit diese Abwärme nicht ohne Verwendung einer Wärmepumpe in anderen Einrichtungen innerhalb des Betriebes sinnvoll genutzt werden kann. Wenn dies nicht der Fall ist, so sollte in einem nächsten Schritt versucht werden, die Abwärme von verschiedensten Anlagen zusammenzuführen und diese dann in einer zentralen Anlage auf ein höheres und einsetzbares Temperaturniveau zu bringen. Dies kann beispielsweise durch Abführung der Wärme über Kühlwasser und Einsatz von Wärmepumpen erfolgen“, sagt er.

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