Gase nutzen am meisten, wenn sie effizient verwendet werden. Die Fachleute von Messer stellen dafür ihr Know-how zur Verfügung. Nach einem Audit bei Kunden entwerfen sie den Plan zur Optimierung.
„Beim Umgang mit Gasen kann eine scheinbare Kleinigkeit einen großen Unterschied machen“, konstatiert Frank Gockel, Senior Technology Manager bei Messer. „Wenn wir unsere Anwendungen bei einem Unternehmen unter die Lupe nehmen, finden wir oft ganz einfache Möglichkeiten, um die Effizienz zu steigern.“ Als typisches Beispiel dafür beschreibt er den Fall eines Lebensmittelherstellers, der mit der Kühlleistung seines Pelletierers nicht zufrieden war.
Die Anlage nutzt die Kälte von flüssigem Stickstoff, um Starterkulturen, zum Beispiel für Joghurt, einzufrieren. Nur schien immer zu wenig flüssiger Stickstoff im Pelletierer anzukommen. Eine stabile Regelung des Prozesses war nicht möglich; ständig mussten mehrere Personen ein Auge darauf haben und auch häufig in die Abläufe eingreifen. Als ersten Schritt zum Eingrenzen des Problems untersuchten die Expertinnen und Experten von Messer die 70 Meter Stickstoffleitung zwischen dem Gastank und der Anlage.
„Wir haben zusammen mit dem Kunden die gesamte Stickstoffversorgungsleitung unter die Lupe genommen und alle suboptimalen Teile der Installation dokumentiert“, erzählt Frank Gockel. „Auf den ersten Blick konnten wir erkennen, dass manche Rohrleitungsabschnitte nicht isoliert waren. Für einen Laien mögen zwei Meter blankes Rohr belanglos erscheinen – was soll da schon groß passieren? Uns war sofort klar, dass hier eine der Ursachen für die mangelnde Effizienz liegen muss.“
Der flüssige Stickstoff fließt mit einer Temperatur von unter minus 180 Grad Celsius durch die Leitung. Bei normaler Hallentemperatur gibt es also ein Gefälle von rund 200 Grad. Ohne Isolierung nimmt das Gas auf zwei Meter Länge genug Wärme auf, um in der Rohrleitung teilweise zu verdampfen. Selbst wenn dieser Effekt nur geringe Stickstoffmengen betrifft, kommt es zu einer enormen Ausdehnung des Volumens. Wenn dann der gasförmige Stickstoff die Hälfte des Gesamtvolumens in der Rohrleitung einnimmt, steht an deren Ende zu wenig flüssiger Stickstoff zur Verfügung.
Mit einer Wärmebildkamera entdeckten die Messer-Fachleute außerdem beschädigte Stellen an der Vakuumisolierung der Leitungen, die das Problem weiter verschärften. „Natürlich haben wir dann die schadhafte Isolierung repariert und die fehlende ergänzt“, sagt Frank Gockel. Als zweite Maßnahme wurde eine Sumpfdruckregelung am Speichertank installiert. Sie sorgt dafür, dass der flüssige Stickstoff ohne Druckschwankungen immer gleichmäßig mit einem konstanten Druck von 3 bar in die Leitung fließt.
Außerdem wurde die Gasversorgung mit einem Unterkühler ausgestattet. Darin wird der mit rund minus 183 Grad aus dem Tank strömende Stickstoff auf minus 196 Grad heruntergekühlt. Bei 3 bar Leitungsdruck bleibt er so auf dem Weg zum Pelletierer garantiert flüssig. „Der Kunde kann mit diesen Maßnahmen beim Stickstoffverbrauch bis zu 20 Prozent einsparen“, erklärt Frank Gockel. „Der Produktionsprozess wurde stabilisiert und kommt jetzt mit deutlich weniger Personaleinsatz aus. Als erfreulichen Nebeneffekt gibt es noch eine ordentliche Reduzierung beim Energieverbrauch zu verbuchen.“
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