Pneumatik Druckluft-Leckagen in 7 Schritten reduzieren

Autor / Redakteur: Ulrike Böhm* / Stefan Guggenberger

Druckluftsysteme lassen sich nie vollständig abdichten, was zu großen Energieverlusten führen kann. Mit einem umfassenden Leckagekonzept gelang es Ritter Sport 2020, bis zu 250 Tonnen CO2 in der Fertigung einzusparen.

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Der Leckageanteil bei einem Großteil der Druckluftanlagen liegt bei bis zu 30 Prozent, was Kosten verursacht und die Energiebilanz verschlechtert.
Der Leckageanteil bei einem Großteil der Druckluftanlagen liegt bei bis zu 30 Prozent, was Kosten verursacht und die Energiebilanz verschlechtert.
(Bild: Alfred Ritter GmbH & Co. KG)

Energie – das ist Benjamin Flaigs Thema. Seit 2018 leitet der Energie- und Gebäudemanager das ‚Energieteam‘ bei Ritter Sport. In seiner Funktion ist er dafür verantwortlich, die energetische Performance im Werk zu verbessern und damit auch für die konsequente Reduktion des Energieverbrauchs zu sorgen. Konkret heißt das bei Ritter Sport: mindestens 1,5 Prozent weniger Energieverbrauch pro produzierter Tonne Schokolade – und das jedes Jahr aufs Neue. Ein anspruchsvolles Ziel, das bisher nach eigener Aussage fast jedes Jahr erreicht wurde. „Und das bei dreieinhalb Millionen Tafeln Schokolade, die hier jeden Tag vom Band laufen“, wie Flaig erklärt. 2020 konnte das Unternehmen das Ziel ‚Klimaneutralität‘ erreichen. Eingeschlagen hatte der Waldenbucher Schokoladenhersteller diesen Weg bereits vor 20 Jahren. „Von der Bohne über den Wertschöpfungsprozess bis zur Lieferung in den Handel ist Nachhaltigkeit ein wichtiger Aspekt bei Ritter Sport“, erklärt Flaig.

Neben strategischen Projekten wie dem Austausch der Klimaanlage durch eine effizientere Variante, der Installation von LED-Beleuchtung oder der Erneuerung eines in die Jahre gekommenen Blockheizkraftwerks, folgt der 32-Jährige auch bei der energieintensiven Druckluft konsequent der Prämisse „Energieeffizienz erhöhen“.

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Ohne Druckluft, keine Schokolade

Denn auch bei der Schokoladenherstellung kann auf Druckluft nicht verzichtet werden. Bereits bei der Warenannahme, wenn die verschiedenen Rohstoffe in Pulverform an ihren Bestimmungsort transportiert werden, kommt Druckluft zum Einsatz. Im weiteren Verlauf wird Druckluft als Steuerluft eingesetzt zum Beispiel für Weichen. Beim Herstellen der Schokoladentafeln wird der Energieträger für den Betrieb von Ventilen und Zylindern in den Maschinen benötigt. Im Verpackungsprozess werden Tafeln, die dem Qualitätsanspruch nicht zu 100 Prozent entsprechen, mit Hilfe von Druckluft aussortiert. Auch die Reinigung der Schokomasseleitungen erfolgt mit Druckluft: Ein Gummipfropfen – auch ‚Molch‘ genannt – wird durch die Leitung ‚geblasen‘ und entfernt so die Schokoladenreste in der Leitung. „Es gibt kaum eine Maschine ohne Druckluftanschluss“, bestätigt Flaig.

Kontrolle ist besser - für Qualität und Energieeffizienz

„Als Lebensmittelbetrieb legen wir dabei sehr großen Wert auf eine extrem gute Druckluftqualität. Dafür haben wir überall Messstellen zur Qualitätsüberwachung der Druckluft“, berichtet Flaig. Neben der Qualitätsüberwachung spielt Energiemonitoring eine wichtige Rolle im Druckluftprozess. „Wir haben an allen Kompressoren Stromzähler angebracht, um deren Effizienz zu überwachen“, erzählt Benjamin Flaig. Dass die Kompressoren mit Wärmerückgewinnung ausgestattet sind und dank kaskadenförmiger Anordnung, einer übergeordneten Steuerung und Drehzahlregelung bei einem Großteil der Kompressoren nur so viel arbeiten, wie es der Druckluftbedarf im Werk gerade erfordert, versteht sich für Flaig fast von selbst. Dank Monitoring kann er zudem sehr genau sagen, wie viel Druckluft tatsächlich für den jeweiligen Prozess benötigt wird und wie viel als ‚Leckageluft‘ im Prozess verloren geht.

50 Prozent weniger Leckageluft

Bei der gewünschten Reduktion der Leckageluft setzte Ritter Sport zunächst auf eine Inhouse-Lösung. Das firmeneigene Instandhaltungsteam übernahm anfangs die Ortung und Beseitigung der Druckluft-Leckagen. Gesteigerte Komplexität in der Instandhaltung und ein wachsender Maschinenpark führten jedoch bald dazu, dass das Unternehmen eine Outsourcing-Lösung für das Thema ‚Leckage‘ suchte.

Seit 2019 ist dafür der süddeutsche Druckluft- und Pneumatikspezialist Mader bei Ritter Sport im Einsatz. Zunächst war Mader ausschließlich für die Ortung der Leckagen zuständig. Nach umfassenden Hygieneschulungen übernimmt seit 2019 ein festes Leckageteam von Mader auch größtenteils die Beseitigung der Undichtigkeiten. „Einige wenige Leckagen, die beispielsweise in einer Maschine sind oder besondere Kenntnisse erfordern, werden von den Instandhaltern selbst beseitigt,“ erzählt Marina Griesinger, Leiterin Energieeffizienzmanagement bei Mader.

Entscheidend bei der Auswahl des Dienstleistungspartners war für Flaig die räumliche Nähe und das umfassende Serviceangebot von Mader, das auch digitale Dienstleistungen umfasst. „Die Erfolge zu sehen ist sehr wichtig“, betont Benjamin Flaig und nimmt damit Bezug auf die digitale Leckageanwendung von Looxr, die Mader seinen Kunden anbietet. Darin enthalten: Das Leckage-Portal und die Leckage-App. Per App und Portal kann der Energiemanager sich jederzeit live darüber informieren, wie viele Leckagen geortet wurden, wo sie sich befinden, wie viel Druckluft darüber verloren geht, wie viele Leckagen bereits beseitigt wurden und welche konkreten Ersparnisse sich daraus ergeben. Und das sowohl monetär als auch in Höhe des eingesparten CO2-Ausstoßes. „Mit dem Tool kann das Instandhaltungsteam sehen, dass seine Arbeit auch Früchte trägt“, sagt der Energie- und Gebäudemanager.

Die Erfolge der Zusammenarbeit und des konsequenten Fokus auf den Baustein ‚Leckage‘ bei der Reduktion des Energiebedarfs führen bereits zu spürbaren Ergebnissen: Innerhalb von zwei Jahren wurde der Leckageluftanteil um 50 Prozent reduziert.

Vorbeugende Instandhaltung durch Leckagebeseitigung

Um die bisherigen Einsparungen zu erreichen wurde die Leckageortung und -beseitigung in der Instandhaltungsplanung fest einkalkuliert. „Zwei bis drei Wochen vor dem geplanten Instandhaltungsfenster für eine Produktionslinie ist unser Team vor Ort und führt die Ortung durch. Dank moderner Ultraschallortungstechnologie kann das bei laufender Produktion erfolgen“, erzählt Marina Griesinger. Im Servicefenster selbst ist das Mader-Team ebenfalls vor Ort und beseitigt die gefundenen Leckagen. Mindestens einmal jährlich werde so jede Produktionslinie im dafür vorgesehenen Instandhaltungsfenster einem Leckage-Check unterzogen.

Neben dem Ziel die Leckageluft und damit den Energieverbrauch zu reduzieren, sieht Flaig bei einer konsequenten Leckagestrategie einen weiteren entscheidenden Vorteil: „Es hilft dabei Verschleiß zu erkennen und Stillstand zu vermeiden. Damit sind die Maßnahmen auch ein Teil der vorbeugenden Instandhaltung“. Gleichzeitig sei es ein Baustein, der „kleinteiliger“ sei und den man konsequent und langfristig verfolgen müsse. Anders als etwa große Projekte wie der Austausch der Beleuchtung, sei man mit dem Baustein ‚Leckage‘ „nie fertig“.

„Dicht machen“ und bis zu 30 Prozent sparen

„Dass Leckagen entstehen, lässt sich nicht vermeiden“, bestätigt auch Energieeffizienzexpertin Marina Griesinger. „Alle Bauteile unterliegen einem gewissen Alterungsprozess. Komponenten, die ständig in Bewegung sind oder wie es bei Ritter Sport der Fall ist, mit extremen klimatischen Bedingungen konfrontiert sind, verschleißen. Dichtungen werden spröde und können nicht mehr vollständig abdichten und schon entweicht an dieser Stelle Druckluft. Druckluft, die unter hohen Energieaufwand erzeugt wurde, wird in die Umgebung dann einfach abgeblasen.“ Neben dem bewussten Einsatz von Komponenten, die für die jeweilige Umgebung geeignet und möglichst haltbar sind, empfiehlt sie die regelmäßige Beseitigung von undichten Stellen im Druckluftsystem. „Eine Leckage allein ist meistens nicht so groß, aber die Vielzahl macht es aus“, sagt auch Flaig.

Eine aktuelle Meta-Studie des Umweltbundesamts zur Energie- und Kosteneinsparung in der Fluidtechnik gibt durchschnittliche Leckageanteile von 20 bis 30 Prozent in 80 Prozent der Druckluftanlagen an. Die Potenzialstudie 'Energie- / Kosteneinsparung in der Fluidtechnik‘ sieht demnach die Beseitigung von Druckluft-Leckagen als „Einzelmaßnahme mit dem größten Einsparpotenzial“ im Bereich Druckluft an.

Kontinuität ist wichtig

Mit diesen sieben Schritten können Leckagen in der Fertigung reduziert werden.
Mit diesen sieben Schritten können Leckagen in der Fertigung reduziert werden.
(Bild: Style Media & Design, azaze11o – Fotolia.com)

Benjamin Flaig zeigt sich überzeugt vom eingeschlagenen Weg, der für ihn – gemeinsam mit Mader – sehr gut funktioniert..Jährlich werden durchschnittlich 500 Leckagen geortet und beseitigt, was 200 bis 250 Tonnen CO2 entspricht. „Technisch bedingt werden wir die Leckagen nie auf Null senken können, doch wir sind bestrebt, durch die regelmäßigen Einsätze die Leckagen deutlich und kontinuierlich zu reduzieren“, sagt Flaig.

Leckagen reduzieren in 7 Schritten:

1. ERFASSEN: Wie hoch ist die Fördermenge des Kompressors und wie viel Druckluft wird tatsächlich verbraucht?
Eine Druckluftverbrauchsmessung verschafft Klarheit und gibt Aufschluss darüber, wie viel Druckluft 'verloren' geht.
TIPP: Mit einem Druckluftaudit nach DIN EN ISO 11011 erhalten Sie eine unabhängige Bewertung der Energieeffizienz Ihres Druckluftsystems. Durch Messung verschiedener Parameter im gesamten Druckluftsystem wird die tatsächlich erzeugte Druckluftmenge der dafür benötigten Stromaufnahme der Kompressoren gegenübergestellt und so auch der Anteil der Leckageluft erfasst.

2. FINDEN: Wo geht Druckluft verloren?
Mit Hilfe moderner Ultraschall-Ortungstechnik können Leckagen im laufenden Produktionsprozess in der gesamte Druckluftkette (vom Kompressor bis zum kleinsten Druckluftverbraucher) ermittelt werden.
TIPP: Wird die Ortung erstmals durchgeführt, empfiehlt sich die Beauftragung eines Experten. Leckage-Dienstleister kennen nicht nur die eingesetzte Messtechnik genau, aus Erfahrung wissen sie auch, wo meist Leckagen entstehen und gehen zielgerichteter auf die Suche – was Zeit und Geld spart. Zudem sind die durch einen zertifizierten Dienstleister generierten Werte normgerecht erfasst und können für Audits (z.B. nach DIN EN ISO 50001, 140001 oder DIN EN 16247-1) verwendet werden.

3. DOKUMENTIEREN: Wo war das Leck nochmal?
Um die Leckagen auch zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise zur Beseitigung, schnell wiederfinden zu können, werden sie gekennzeichnet, fotografisch dokumentiert und zum Beispiel im Hallenplan markiert.
TIPP: Mader dokumentiert komplett digital, die Leckagen werden mit QR-Codes markiert. Per Smartphone und mithilfe der Looxr-App können die QR-Codes gescannt und alle erfassten Daten (entweichende Luftmenge, Einsparpotenzial) eingesehen werden. Hier wird auch dokumentiert, wie die Leckage beseitigt werden kann und welche Komponenten dazu erforderlich sind.

4. ANALYSIEREN: Welche Erkenntnisse bringt die Leckageortung?
Um einordnen zu können, welche Leckagen in welcher Reihenfolge optimalerweise beseitigt werden sollten, ist eine wirtschaftliche Bewertung erforderlich. Wie viel Luft entweicht durch die Leckage, welche Kosten entstehen dadurch und was würde eine Beseitigung kosten?
TIPP: Gute Leckagedienstleister sorgen für Transparenz der Ergebnisse und bieten eine umfassende wirtschaftliche Bewertung der georteten Leckagen. Bei Mader erfolgt die Bewertung automatisch und direkt bei der Erfassung der Leckage. Das Looxr-Portal und die Leckage-App geben einen Überblick über die Anzahl der gefundenen Leckagen, deren Größe, den damit verbundenen Druckluftverlust und dem möglichen Einsparpotenzial. Filter- und Reportingfunktionen ermöglichen zudem individuelle Analysen.

5. ENTSCHEIDEN: Was wird umgesetzt?
Auf Basis der aufbereiteten Daten, der Lösungsvorschläge und dem damit verbundenen Einsparpotenzial wird über die weiteren Schritte entschieden. Durch die wirtschaftliche Bewertung der Leckagen kann eine Priorisierung für die Beseitigung vorgenommen werden.
TIPP: Wenn während der Ortung direkt die notwendige Reparaturkomponente erfasst wird, kann zudem die Amortisationszeit auf Leckageebene berechnet werden.

6. BESEITIGEN: Die ausgewählten Leckagen werden fachgerecht beseitigt.
TIPP: Der Dienstleister sollte die notwendigen Komponenten für die Beseitigung beschaffen. Diese werden eindeutig gekennzeichnet, somit ist eine Zuordnung zur jeweiligen Leckage schnell möglich. Mader kann beispielsweise auch die gesamte Beseitigung beim Kunden vor Ort übernehmen.

7. ÜBERWACHEN: Eine konstante Druckluftverbrauchsmessung und bei Bedarf regelmäßig durchgeführte Leckageortung und -beseitigung sichern nachhaltig das erzielte Ergebnis.

* Ulrike Böhm arbeitet bei der Mader GmbH & Co. KG.

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