Erfolgsgeschichten
Skid aus Edelstahl für überhitzten Dampf für eine Abfüllanlage
Projektbeschreibung
Ein Hersteller von Verpackungsmaschinen benötigte 12 kg/h sauberen, überhitzten Dampf für eine neue Produktionslinie mit höherer Kapazität, mit einer Reserve für Spitzenlasten sowie eine Komplettlösung auf einem Skid.
Ausgangssituation
Welche Herausforderungen stellte uns der Kunde?
Ein führender europäischer Hersteller von industriellen Verpackungsmaschinen, mit dem Giconmes bereits einen Skid für überhitzten Reindampf für eine Thermoformanlage zur Verpackung von Schmelzkäse entwickelt hatte, wandte sich im Rahmen eines neuen Projekts erneut an uns.
In diesem Fall wies die auszurüstende Maschine eine höhere Produktionskapazität auf und erforderte folglich einen höheren Dampfbedarf als das zuvor gelieferte System. Der Kunde hatte einen Dampfbedarf von 12 kg/h veranschlagt und forderte ausdrücklich eine Auslegung mit Sicherheitsreserve, die eine stabile Versorgung auch bei Spitzenauslastungen der Verpackungsmaschine gewährleisten sollte.
Die gestellten Anforderungen lauteten wie folgt:
- Dampfdurchsatz von mindestens 12 kg/h, mit ausreichender Leistungsreserve, um Spitzenlasten ohne Druckschwankungen abzufangen.
- Da der Dampf in direkten Kontakt mit dem verpackten Produkt kommt, musste eine für den Lebensmittelbereich geeignete Dampfqualität gewährleistet werden, die frei von Partikeln und Verunreinigungen ist.
- Überhitzter Dampf, um Kondensatbildung im Inneren der Verpackung zu vermeiden und die hygienischen und gesundheitlichen Bedingungen des Prozesses zu gewährleisten.
- Ausführung aus Edelstahl, sowohl für den Dampferzeuger als auch für den Überhitzer – eine Anforderung, die der Kunde als vorrangig hervorhob, da es sich um eine feuchte Umgebung handelt, die intensiven Reinigungsmaßnahmen unterliegt.
- Eine eigenständige Wasseraufbereitung, die eine konstante Qualität des Speisewassers gewährleistet und die Lebensdauer der Anlage schützt.
- Kondensatrückgewinnungsbehälter und Rücklaufventil, die den Rücklauf aus der Maschine integrieren, um die Energieeffizienz der gesamten Anlage zu optimieren.
- Eigener Schaltschrank, der den Schutz und die Steuerung des Systems zentralisiert und den Anschluss an die Werksanlage vereinfacht.
- Montage auf einer Skid-Plattform, wobei alle Komponenten werkseitig miteinander verbunden und montiert sind, wobei die Architektur des vorherigen Projekts übernommen wurde, um die interne Standardisierung des Herstellers zu erleichtern.
Vorgeschlagene Lösung
Von Giconmes speziell entwickelte Dampf-Lösung
Vorgeschlagene Lösung
Aufbauend auf der im vorherigen Projekt bereits bewährten Architektur hat das technische Team von Giconmes das System durch den Einsatz eines elektrischen Dampferzeugers vom Typ NGV-3022 mit einer Leistung von 22 kW an die neuen Prozessanforderungen angepasst; dieser verfügt über eine Produktionskapazität von bis zu 30 kg/h und einen Betriebsbereich zwischen 0,3 und 7 bar.
Diese Auslegung führt dazu, dass der Betriebspunkt des Systems bei etwa 40 % seiner installierten Kapazität liegt, gemessen an den erforderlichen 12 kg/h. Dies ist keineswegs eine unnötige Überdimensionierung, sondern eine bewusste Entscheidung: Die Leistungsreserve ermöglicht es, die Bedarfsspitzen jedes Verpackungszyklus ohne Druckschwankungen aufzufangen, und gewährleistet einen großen und stabilen Regelbereich. Dazu trägt die Konfiguration mit zwei Heizelementen (15 + 7 kW) bei, die es der Anlage ermöglicht, stufenweise zu arbeiten und den Stromverbrauch an den tatsächlichen Bedarf des Prozesses anzupassen.
Alle Komponenten , die mit Wasser und Dampf in Berührung kommen, wurden aus Edelstahl AISI 304 gefertigt, einschließlich der Außenverkleidung, um der vorrangigen Anforderung des Kunden nach einer vollständig aus Edelstahl bestehenden Baugruppe gerecht zu werden, die für feuchte Umgebungen und intensive Reinigungsabläufe geeignet ist.
Die Überhitzung des Dampfes wurde durch einen OVERHEATER GI-6000 SS gelöst , der vollständig – Rippenrohre, Armaturen und Verkleidung – aus Edelstahl AISI 304 gefertigt ist. Er arbeitet nach dem Prinzip der Dampflaminierung im Durchlaufbereich und ermöglicht die Regelung der Austrittstemperatur zwischen 100 und 300 °C mittels eines Thermostats, wodurch Kondensatbildung im Inneren des Behälters verhindert und die hygienisch-sanitären Bedingungen des Prozesses gewahrt werden.
Um die kulinarische Qualität des Dampfes im direkten Kontakt mit dem Produkt zu gewährleisten, verfügt das System über einen 5-Mikrometer-Partikelfilter, ergänzt durch eine Wasseraufbereitungsanlage, die die Gesamthärte des Speisewassers auf zulässige Werte senkt, wodurch die Lebensdauer des Kessels geschützt und die Reinheit des erzeugten Dampfes gewährleistet wird.
Die Anlage wurde durch einen 80-Liter-Kondensatrückgewinnungsbehälter DRC0083 aus AISI 304 ergänzt, ausgestattet mit einem Füllstandsregler, einem Magnetventil und einem Thermostat, der die Rückführung und Wiederverwendung des aus der Maschine stammenden Kondensats ermöglicht und so die Energieeffizienz der Anlage optimiert.
Integration in die Abfüllmaschine
Einer der Schwerpunkte des Projekts war die elektrische und signaltechnische Integration in die Maschine des Kunden, die durch ein spezielles Paket von Komponenten realisiert wurde:
- 4–20-mA-Sonde zur analogen Übertragung des Prozesssignals.
- Rückschlagventil zur Ableitung des Kondensats zum Skid.
- Kontaktrelais, das der Abfüllanlage meldet, dass der Generator in Betrieb ist.
- Meldungsrelais zur Anzeige der Auslösung des Sicherheitsdruckschalters.
- Optische und akustische Signalanlage mit Anzeige des Normalbetriebs und von Alarmzuständen.
- Vollständige Aktualisierung der Zeichnungen und Schaltpläne entsprechend der neuen Konfiguration.
Montage auf einem Skid
Alle Komponenten – Generator, Überhitzer, Wasseraufbereitung, Filteranlage, Kondensatbehälter und Steuerungselemente – wurden werkseitig auf einer gemeinsamen Skid-Plattform miteinander verbunden und montiert und anschlusfertig ausgeliefert. Diese Konfiguration entspricht dem Standard des vorherigen Projekts, sodass der Hersteller die Lösung in zukünftigen Anlagen ohne Neugestaltung replizieren kann.
Einhaltung der Vorschriften
Der Generator wurde gemäß der Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU (PED CE) hergestellt, die durch den Königlichen Erlass 709/2015 umgesetzt wurde und den Königlichen Erlass 809/2021 betrifft. Der Druckbehälter wurde gemäß UNE-EN 13445 konstruiert und gefertigt, wobei Qualitätszertifikate vorliegen, die eine Rückverfolgbarkeit des Stahls über einen Zeitraum von mindestens zehn Jahren gewährleisten. Die Qualität des Speisewassers entspricht den Anforderungen der Norm UNE-EN 12952-12.
Das Ergebnis ist ein kompaktes, hygienisches und vollständig integriertes System, das während des gesamten Verpackungszyklus kontinuierlich und stabil sauberen, überhitzten Dampf liefert und dabei die für den Lebensmittelbereich vorgeschriebenen Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit von Edelstahl erfüllt.
Verwendete Technologie
- Dampferzeuger NGV-3022 mit 22 kW, bis zu 30 kg/h und 7 bar, mit Doppelheizung 15 + 7 kW
- Überhitzer OVERHEATER GI-6000 SS aus AISI 304, regelbar zwischen 100 und 300 °C
- 5-Mikrometer-Filter und Wasseraufbereitungssystem für Dampf in Lebensmittelqualität
- Kondensatrückgewinnungsbehälter DRC0083 mit 80 Litern Fassungsvermögen und automatischem Rücklauf
- 4–20-mA-Anbindung, Status- und Sicherheitsrelais, Signalleuchte sowie komplette Montage auf einem Skid
HERAUSFORDERUNGEN
Wir erfüllen die Anforderungen des Kunden
Die Installation hat die vom Kunden festgelegten Ziele vollständig erfüllt. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen:
Dampf in Lebensmittelqualität. Eine Filterung mit einer Filterfeinheit von 5 Mikrometern und eine spezielle Wasseraufbereitung gewährleisten, dass der Dampf für den direkten Kontakt mit dem Produkt geeignet ist, ohne dass die Gefahr einer Kontamination besteht.
Komplett aus Edelstahl gefertigt. Kessel, wasserberührte Bauteile, Verkleidung und Überhitzer aus AISI 304, beständig gegen feuchte Umgebungsbedingungen und intensive Reinigungsmaßnahmen.
Energieeffizienz. Die Rückgewinnung und Wiederverwendung von Kondensat senkt den Wasser- und Energieverbrauch der gesamten Anlage, und die Konfiguration mit zwei Heizelementen passt den Stromverbrauch an den tatsächlichen Bedarf an.
Standardisierte und reproduzierbare Lösung. Werkseitig auf einem Skid montierte und verkabelte, anschlussfertige Baugruppe, die der Hersteller in zukünftigen Produktionslinien ohne Neugestaltung reproduzieren kann.
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Es gibt keine Schadstoffemissionen, die über die bei der Stromerzeugung entstehenden hinausgehen, so dass sie je nach Strommix neutral werden können. Elektrische Dampfkessel sind die Gegenwart und die Zukunft.
Perfekt. Sie wird sogar für maximale Effizienz empfohlen. Es gibt kein Problem mit der Fernsteuerung, solange die geltenden Vorschriften eingehalten werden.
Ein Dampferzeuger ist ein unter Druck stehendes Gerät, das zusammen mit dem dazugehörigen Rohrleitungsnetz gemäß der im Königlichen Dekret 809/2021 vom 21. September veröffentlichten Verordnung einer behördlichen Kontrolle und ergänzenden technischen Anweisungen unterliegt. Seine Wartung ist in einen Teil der einfachen Einhaltung durch den Eigentümer unterteilt:
- Beachten und befolgen Sie die Anweisungen des Herstellers hinsichtlich der Verwendung, der Sicherheitsvorkehrungen und der Wartung.
- Die Anlage darf nicht in Betrieb genommen werden, und der Betrieb von Druckgeräten ist zu unterbinden, wenn die Anforderungen der Verordnung nicht erfüllt sind.
- Halten Sie mindestens die folgenden Unterlagen für das Druckgerät bereit, während es installiert ist: Konformitätserklärung, falls zutreffend, Bedienungsanleitung des Herstellers und, falls zutreffend, Installationszertifikat, zusammen mit anderen unterstützenden Unterlagen (falls zutreffend, Installationsprojekt, Bericht über die letzte regelmäßige Inspektion, Bescheinigungen über Reparaturen oder Änderungen am Gerät sowie alle anderen Unterlagen, die in der entsprechenden ergänzenden technischen Anweisung (ITC) dieser Verordnung gefordert werden). Zum Inhalt siehe Anhang IV der Verordnung. Diese Unterlagen müssen der zuständigen Stelle der Autonomen Gemeinschaft und den Unternehmen, die die Wartung, Reparatur oder regelmäßige Inspektion durchführen, zur Verfügung stehen.
- Verwenden Sie Druckgeräte innerhalb der vom Hersteller vorgesehenen Betriebsgrenzen und nehmen Sie sie außer Betrieb, wenn sie die erforderlichen Sicherheitsanforderungen nicht mehr erfüllen.
- Führen Sie die Wartung der Anlagen, Druckgeräte, Sicherheitsvorrichtungen und Kontrollvorrichtungen gemäß den Betriebsbedingungen und den Anweisungen des Herstellers durch und überprüfen Sie diese mindestens einmal jährlich.
- Die Durchführung der entsprechenden regelmäßigen Inspektionen gemäß den Bestimmungen in Artikel 6 der Verordnung anzuordnen.
- Führen Sie ein aktuelles Verzeichnis der Druckgeräte der Kategorien I bis IV der RD 709/2015 vom 24. Juli oder der diesen Kategorien gemäß Artikel 3.2 der Verordnung gleichgestellten Geräte sowie ihrer Anlagen.
Es ist allgemein bekannt, dass sich Wasser bei Anwendung einer Wärmequelle ab dem Siedepunkt und bei atmosphärischem Druck in Dampf verwandelt. Ab diesem Punkt müssen wir je nach dem für die richtige Anwendung erforderlichen Sättigungsgrad des Dampfes den Druck erhöhen, um eine höhere Temperatur zu erreichen. Um die Temperatur und den Sättigungsgrad des Dampfes zu ändern, müssen wir immer den Druck ändern.
Es ist eine Druckeinheit, die 1Kg/cm2, 0,98 Atmosphären oder 14,50 PSI entspricht.
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