Makel­lo­se Druck­luft für deko­ra­ti­ve Kosmetik

Das Fami­li­en­un­ter­neh­men Schwan Cos­me­tics ent­wi­ckelt und pro­du­ziert seit 1927 Kos­me­tik­stif­te. Als glo­ba­ler Anbie­ter ist die hun­dert­pro­zen­ti­ge Toch­ter des inter­na­tio­nal täti­gen Fami­li­en­un­ter­neh­mens Schwan-Sta­bi­lo heu­te für nahe­zu alle inter­na­tio­nal renom­mier­ten Kos­me­tik­fir­men ein ver­läss­li­cher Part­ner. Die Fer­ti­gung vom holz­ge­fass­ten Augen­brau­en­stift über Kajal, flüs­si­gem Eye­li­ner bis hin zu mecha­ni­schen Kon­tu­ren- und Lip­pen­stif­ten ver­langt abso­lut rei­ne und tro­cke­ne Druck­luft, mit der die Maschi­nen und Anla­gen auf der 17.000 m² gro­ßen Pro­duk­ti­ons­flä­che in Herolds­berg bei Nürn­berg ver­sorgt wer­den. Des­halb ist es für die sen­si­ble Pro­duk­ti­on der deko­ra­ti­ven Kos­me­tik selbst­ver­ständ­lich, dass nur ölfrei arbei­ten­de Kom­pres­so­ren zur Erzeu­gung des hier unver­zicht­ba­ren Medi­ums Druck­luft ein­ge­setzt wer­den. Aus ener­ge­ti­schen und betriebs­wirt­schaft­li­chen Grün­den wur­de 2017 beschlos­sen, die fast 16 Jah­re alten Schrau­ben­ver­dich­ter zu erset­zen. Die For­de­run­gen an die neue Kom­pres­sor Tech­no­lo­gie waren hoch: Ölfrei — abso­lu­te Vor­aus­set­zung, zwei­stu­fig ver­dich­tend, was­ser­ge­kühlt, hoher Wir­kungs­grad auch im Teil­last­be­reich, getrie­be­lo­ser, fre­quenz­ge­re­gel­ter Direkt­an­trieb der Druck­stu­fen, mini­ma­le Abmes­sun­gen und Geräusch­pe­gel unter 70 dBA.
Für Ger­hard Bot­t­ner, Lei­ter mecha­ni­sche Anla­gen­in­stand­hal­tung bei Schwan Cos­me­tics, war nach inten­si­ven Markt­re­cher­chen klar, dass die­se Vor­ga­ben nur mit einer Kom­pres­sor­tech­no­lo­gie erfüllt wer­den konn­ten, und die heißt Ulti­ma. „Wir woll­ten bei der Inves­ti­ti­ons­ent­schei­dung zum Ersatz der bis­her ein­ge­setz­ten alten 160 kW-Ver­dich­ter einen Schritt wei­ter­ge­hen. Ulti­ma von Com­pAir ist der ein­zi­ge Kom­pres­sor im Markt, bei dem die Nie­der­druck- und die Hoch­druck­stu­fe ohne Kopp­lung durch ein Getrie­be getrennt ange­trie­ben und gere­gelt wer­den. Wir sehen das als Vor­teil an, weil im Zwi­schen­last- und Teil­last­be­reich deut­lich bes­se­re Wir­kungs­gra­de erzielt wer­den. Durch den getrenn­ten Antrieb ist gewähr­leis­tet, dass bei­de Druck­luft­stu­fen auch bei schwan­ken­den Last­an­for­de­run­gen stets mit jeweils opti­ma­ler Dreh­zahl lau­fen. Eine wei­te­re Her­aus­for­de­rung waren die gerin­gen Platz­ver­hält­nis­se im Tech­nik­raum. Die Ulti­ma passt durch ihre gerin­ge Bau­grö­ße exakt auf die freie Auf­stell­flä­che und lässt mir noch Platz für Erweiterungen.“
Das alles macht ein digi­ta­les Getrie­be mög­lich. Her­kömm­li­che zwei­stu­fi­ge Ver­dich­ter errei­chen die benö­tig­ten Dreh­zah­len von bis zu 22.000 U/min durch ein schwe­res Hoch­leis­tungs­ge­trie­be, das von einem Motor ange­trie­ben wird. Die­se Bau­art ist dadurch schwe­rer, grö­ßer und weni­ger effi­zi­ent im Ver­gleich zur Ulti­ma, bei der jede Stu­fe direkt von einem dreh­zahl­va­ria­blen Motor mit bis zu 16.000 U/min (1. Stu­fe) bzw. 22.000 U/min (2. Stu­fe) ange­trie­ben wird. Die intel­li­gen­te Steue­rung der Ulti­ma über­wacht die Dreh­zah­len der bei­den Antrie­be und passt sie kon­ti­nu­ier­lich an, um den hohen Wir­kungs­grad und die gefor­der­ten Druck­ver­hält­nis­se zu gewähr­leis­ten. Die Effi­zi­enz der bei­den High Speed Per­ma­nent­ma­gnet-Moto­ren über­trifft dabei sogar die Anfor­de­run­gen des strengs­ten exis­tie­ren­den Stan­dards IE4.
Auf die Sta­bi­li­tät des Druck­luft­net­zes, das in der Spit­ze mit 50 m³/min ver­sorgt wird, ist Stef­fen Schnei­der, Mit­ar­bei­ter mecha­ni­sche Anla­gen­in­stand­hal­tung und zustän­dig für die Betreu­ung der Druck­luft­an­la­gen, beson­ders stolz: „ Wir kön­nen auf den in der Indus­trie übli­chen 8 bar Druck ver­zich­ten. Sta­bi­le 7 bar rei­chen für die Ver­sor­gung unse­rer Anla­gen und Steue­run­gen jetzt aus. Das ver­rin­gert den Ener­gie­be­darf der Kom­pres­so­ren erheb­lich. Und der neue Ulti­ma Kom­pres­sor mit den fre­quenz­ge­re­gel­ten Antrie­ben lie­fert uns exakt den für den unter­schied­li­chen Bedarf im Lau­fe des Drei­schicht­be­trie­bes not­wen­di­gen Volu­men­strom auf die­sem Druck­ni­veau. Unse­re Vor­ga­be nach 100 % ölfrei­er Druck­luft „Class Zero“ nach ISO 8573–1 bedeu­tet, dass eine Kon­ta­mi­na­ti­on mit Öl im Ver­dich­tungs­pro­zess der Ulti­ma aus­ge­schlos­sen ist. Das wur­de uns durch Com­pAir Gard­ner Den­ver nach unab­hän­gi­ger Prü­fung durch den TÜV Rhein­land für die­se Bau­rei­he zertifiziert.“
Doch auch ölfrei arbei­ten­de Kom­pres­so­ren benö­ti­gen für die­se sen­si­ble Pro­duk­ti­on eine siche­re Auf­be­rei­tungs­tech­nik. Um die kom­pri­mier­te feuch­te Luft zu trock­nen, wird ein HOC (Heat Of Com­pres­si­on) Adsorp­ti­ons­trock­ner ein­ge­setzt, der die Abwär­me des Ver­dich­ters zur Rege­ne­ra­ti­on des Tro­cken­mit­tels nutzt. Um den Ener­gie­be­darf des Trock­ners bis auf die Strom­ver­sor­gung eini­ger Steu­er­ven­ti­le prak­tisch auf null zu redu­zie­ren, hat man eine ele­gan­te Lösung ent­wi­ckelt, die mit der Ulti­ma-Tech­no­lo­gie ein­fach rea­li­sier­bar ist:  Ein Teil­strom der durch die Kom­pres­si­on auf ca. 160 ⁰ C erhitz­ten Luft wird zur Rege­ne­ra­ti­on des Tro­cken­mit­tels genutzt und anschlie­ßend wie­der mit dem Haupt­strom zusammengeführt.
Für den idea­len Wär­me­haus­halt der Druck­luft­er­zeu­gung sorgt seit jeher bei Schwan Cos­me­tics die Was­ser­küh­lung der Kom­pres­so­ren. Bei der Ulti­ma kommt ein geschlos­se­ner Was­ser­kühl­kreis­lauf zum Ein­satz, der über­all dort Wär­me abführt, wo sie ent­steht – an den Moto­ren, den Wech­sel­rich­tern und den Ver­dich­ter­blö­cken. Über das aus­ge­klü­gel­te Wär­me­sys­tem der Ulti­ma wird auch die Abstrahl­wär­me der ein­zel­nen Kom­po­nen­ten in den Was­ser­kreis­lauf trans­fe­riert, was zur Fol­ge hat, dass nur 2 % der Leis­tung als Wär­me­ein­trag in den Tech­nik­raum abge­führt wird. Somit ist ein Zu- und Abluft­sys­tem nicht not­wen­dig. Durch die­se gute Wär­me­bi­lanz kön­nen Ulti­ma-Maschi­nen zudem mit gerin­gem Abstand zuein­an­der auf­ge­stellt werden.
Stef­fen Schnei­der: „Wir haben die Anla­gen tech­nisch so opti­miert, dass die Wär­me­en­er­gie in den Rege­ne­ra­ti­ons- und Trock­nungs­pro­zess des HOC-Adsorp­ti­ons­trock­ners fließt. Der Rück­küh­ler, aus­ge­stat­tet mit einer moder­nen ener­gie­spa­ren­den EC-Tech­no­lo­gie auf dem Dach, sorgt dafür, dass die Kühl­was­ser­vor­lauf­tem­pe­ra­tur sehr nied­rig ist. Eine dreh­zahl­ge­re­gel­te Pum­pe passt den Was­ser­strom exakt an. Und Ger­hard Bot­t­ner ergänzt: „Wir sind grund­sätz­lich der Ansicht, dass die Was­ser­küh­lung der Kom­pres­so­ren für uns opti­mal ist, denn eine Luft­küh­lung benö­tigt gro­ße Frisch­luft­men­gen und ein auf­wen­di­ges Luft­füh­rungs­sys­tem. Zudem lässt sich trotz Fil­tra­ti­on Schmutz­ein­trag nicht ganz ver­mei­den. Was­ser­küh­lung ist die sau­bers­te Variante.“