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Röchling Medical Solutions SE si affida ai compressori a vite oil-free con recupero di calore a risparmio energetico di ALMiG
"Produciamo imballaggi primari per prodotti farmaceutici in condizioni di camera bianca all'avanguardia in classe GMP C e D", spiega Jürgen Neubauer. È responsabile delle attrezzature tecniche per l'edilizia presso Röchling Medical a Neuhaus am Rennweg, una piccola città nella Selva di Turingia. "Abbiamo inaugurato l'edificio per le camere bianche nel 2017. Dovevamo espandere le nostre capacità produttive qui in sede per essere pronti alla crescita futura", afferma. Nel 2016, il Gruppo Röchling ha aggiunto la divisione medicale alle due divisioni precedenti, industriale e automobilistica. Sono emersi rapidamente diversi progetti importanti. L'azienda ha reagito.
Röchling Medical esporta circa la metà dei suoi prodotti all'estero. Questi includono tappi, misurini, inserti per contagocce e versatori con diverse opzioni di dosaggio, nonché vari contenitori: "Possiamo produrre fiale con una capacità di due millilitri e di tutte le dimensioni fino a taniche da dieci litri o anche più grandi", spiega Neubauer, indicando le macchine che fabbricano prodotti in camera bianca di classe GMP "C". Per produrre i corpi cavi, ci affidiamo, tra l'altro, all'estrusione-soffiaggio multistrato". In questo processo, la plastica viene fusa e pressata attraverso un ugello. Il risultato è una preforma tubolare che viene trasferita nello stampo di soffiaggio. L'aumento della pressione fa sì che la preforma si adatti ai contorni interni dello stampo. Anche il processo di formatura viene eseguito utilizzando l'aria soffiata nello stampo. "In questo modo possiamo produrre anche corpi cavi con una struttura di pareti a più strati", spiega Neubauer. Questo è fondamentale per la qualità dei prodotti: L'aria di soffiaggio non deve introdurre germi nel materiale. Per questo motivo vengono posti requisiti particolarmente elevati alla purezza dell'aria compressa.
Aria compressa senza olio e senza germi
Fino alla nuova costruzione del 2017, Röchling Medical si affidava a compressori a iniezione di olio. Per rimuovere l'olio dall'aria compressa, ogni sistema era dotato di una propria catena di trattamento composta da un separatore a ciclone, un pre-filtro, un essiccatore, un post-filtro e un filtro a carboni attivi. "Tuttavia, con le macchine a iniezione di olio c'è sempre un rischio di contaminazione. Se l'olio dovesse penetrare nelle tubature, potrebbe causare gravi danni economici", spiega Neubauer. "Il nostro obiettivo era quello di ottenere aria compressa di classe 1, consentendo allo stesso tempo un funzionamento più sicuro e un'efficienza energetica maggiore".
I responsabili hanno esaminato vari concetti di diversi fornitori. Alla fine, ALMiG Kompressoren GmbH di Köngen, vicino a Stoccarda, in Svevia, è riuscita a convincerli con le sue macchine a iniezione d'acqua della serie LENTO. "Siamo rimasti colpiti dalla coerenza del concetto di macchina", ricorda l'esperto di Röchling.
Un partner affidabile
Uwe Herrmann è amministratore delegato di KFA Drucklufttechnik di Zwenkau, a sud di Lipsia. Con la sua azienda, offre manutenzione e assistenza, nonché gestione di progetti e vendita di compressori. È anche partner commerciale di ALMiG. "Da una prima discussione è emerso subito che potevamo fornire sia l'aria compressa che tutti i componenti necessari da un'unica fonte, evitando al cliente di dover lavorare con diversi fornitori", spiega Herrmann. "Abbiamo creato un sistema di bilanciamento energetico. Questo ci permette di misurare il consumo di aria compressa e di energia". Il software analizza i risultati e crea diverse simulazioni. I compressori vengono sostituiti in modo mirato finché l'esperto non raggiunge il risultato energetico ottimale per il cliente. Le misurazioni sono state effettuate in orari non di punta e anche a pieno regime. Dopo un'analisi dettagliata, l'esperto ha consigliato i compressori a vite a iniezione d'acqua LENTO 110 di ALMiG, che possono fornire una portata di 16 metri cubi al minuto con una sovrappressione di dieci bar.
Quando l'edificio della nuova stazione di aria compressa è stato completato, sono state installate le prime quattro unità. Pochi mesi dopo, sono seguiti altri due compressori della stessa serie. Nel 2021, i dirigenti di Röchling decisero di investire in un'altra macchina della serie LENTO a causa dell'aumento degli ordini. La produzione è attiva 24 ore su 24, sette giorni su sette. Con l'installazione dei nuovi compressori, i vecchi sistemi sono stati gradualmente eliminati.
Bassa velocità, lunga durata
I sistemi LENTO hanno costi di manutenzione significativamente inferiori rispetto a tecnologie alternative, come i compressori a vite a secco. "Ciò è dovuto principalmente alla loro semplicità di progettazione", spiega Herrmann, esperto di ALMiG. "Gli stadi del compressore dei compressori a vite a iniezione d'acqua funzionano a velocità da quattro a cinque volte inferiori rispetto alla variante a secco. Questo ha un effetto positivo sulla durata dei cuscinetti e quindi sull'affidabilità operativa". L'acqua ha anche una capacità di assorbimento del calore molto migliore rispetto all'olio. "Con questi compressori, abbiamo temperature finali di compressione molto basse, ben al di sotto dei 60 gradi Celsius. Il processo è vicino alla compressione isotermica, il che garantisce una migliore efficienza e quindi una maggiore economicità", spiega Herrmann.
Il controllo della velocità è stato particolarmente convincente. Questo permette all'impianto di reagire alle variazioni della domanda di aria compressa. I compressori producono sempre la quantità d'aria necessaria in un dato momento e quindi consumano solo la quantità di energia corrispondente. Quando sono al minimo, i compressori standard senza controllo della velocità richiedono circa il 25-40% dell'energia consumata a pieno carico, senza produrre aria compressa. Il controllo del carico e del minimo di un compressore standard, in combinazione con una domanda di aria compressa fluttuante, causa quindi costosi tempi di inattività. Utilizzando compressori a vite della stessa dimensione, i sistemi possono essere utilizzati in modo uniforme grazie a variazioni costanti del carico di base. Il tasso di utilizzo è compreso tra il 60 e il 70%. Le macchine vengono utilizzate a rotazione, sempre cinque contemporaneamente. Poiché le macchine si trovano nell'intervallo di velocità ottimale, sia il fabbisogno energetico che le emissioni acustiche sono inferiori.
Viene utilizzato il controllore ALMiG Air Control HE con web server integrato, attraverso il quale è possibile leggere online tutti i dati rilevanti, ad esempio il comportamento di funzionamento degli ultimi giorni o settimane di esercizio, l'intensità di utilizzo dei compressori e la data della prossima manutenzione. Il sistema di controllo registra anche la quantità di aria consumata e il consumo energetico. "Se notiamo un cambiamento significativo nel comportamento operativo, scatta un allarme e possiamo reagire immediatamente", spiega Neubauer.
Ma anche se i compressori LENTO funzionano in modo ottimale a basse temperature, convertono in calore gran parte dell'energia utilizzata. Per evitare che questo vada semplicemente sprecato, gli impianti sono dotati di un sistema integrato di recupero del calore. "Utilizziamo questo calore per riscaldare le nostre camere bianche in inverno e per deumidificarle in estate. Si tratta di quasi 2.000 metri quadrati", afferma entusiasta l'esperto di Röchling Neubauer. "In questo modo si elimina la necessità di teleriscaldamento, gasolio e gas, con un enorme fabbisogno energetico".
Acqua sempre fresca
I responsabili di Röchling Medical sono rimasti particolarmente colpiti dal principio dell'aria compressa lavata, utilizzato nei compressori a vite LENTO a iniezione d'acqua. "L'aria compressa è più pulita dell'aria fresca aspirata per la compressione, perché i corpi estranei in essa contenuti vengono efficacemente lavati dall'acqua in circolazione", spiega Herrmann. Questo è stato confermato da diversi istituti indipendenti e rinomati, tra cui Fresenius. Nel sistema LENTO è integrato un essiccatore a refrigerazione, parte essenziale del processo di trattamento dell'acqua. "Il compressore viene riempito con normale acqua di rubinetto durante la messa in funzione", spiega l'esperto di aria compressa. "La condensa prodotta viene raccolta nello scarico della condensa dell'essiccatore a refrigerazione e reimmessa nel circuito di raffreddamento interno come acqua fresca". In media, l'intero volume d'acqua viene scambiato in questo modo una volta per turno. Il sistema funziona quindi sempre con acqua fresca. Non è necessario un complesso sistema di trattamento dell'acqua. "L'acqua dolce così prodotta è priva di calcare e di virus, batteri o alghe. Può essere scaricata nella rete fognaria senza alcun trattamento", afferma Herrmann. "Siamo qui nella foresta della Turingia. I semi dei pini producono particelle molto piccole che si depositano come una nebbia gialla. Se un compressore aspira queste sostanze organiche, può verificarsi un'autocombustione. Con le macchine LENTO, queste particelle vengono completamente eliminate".
Non fuori dal seminato
Herrmann e il suo team di Röchling hanno installato tutt'altro che un sistema standard. In termini di sicurezza, è un sistema unico al mondo. "Per esempio, i compressori si spengono automaticamente se la tecnologia di misurazione registra cambiamenti nelle condizioni ambientali, come gli aerosol di olio residuo. Questi possono essere causati da camion che si fermano vicino alla stazione di aria compressa con il motore acceso, per esempio.
"Se un compressore aspira quest'aria, può compromettere la sicurezza della produzione", spiega Neubauer. In questo caso, l'aria compressa non viene immessa nella rete ma in una camera di espansione, finché i valori non tornano stabili. Inoltre, KFA Drucklufttechnik fornisce solo 1,2 litri di olio per la lubrificazione dei cuscinetti per ogni macchina per ogni ciclo di manutenzione. Con i vecchi sistemi a iniezione d'olio, si trattava di 80 litri per ogni macchina. Questo garantisce anche una maggiore affidabilità operativa, come richiesto dalle norme ISO e FDA. Jürgen Neubauer esamina la tecnologia di misurazione. "Con le macchine e la relativa preparazione, abbiamo un punto di rugiada in pressione compreso tra -50 e -60 gradi. Questo ha un effetto positivo anche sulla purezza dell'aria. Se si pensa che in un metro cubo di aria compressa ci sono circa tre milioni di particelle e che noi possiamo ridurne il numero fino a 200, a seconda delle dimensioni, è davvero impressionante".
Uwe Herrmann e il suo team di manutenzione sono in loco presso la Röchling di Neuhaus in questa giornata. "Dobbiamo visitare le macchine LENTO solo ogni 4.000 ore di funzionamento", dice. Ciò corrisponde a circa due ispezioni all'anno. Jürgen Neubauer è soddisfatto del sistema e del fatto che con ALMiG e KFA Drucklufttechnik ottiene tutto da un unico fornitore, compreso un servizio di assistenza affidabile. "Il progetto non era certo standard", afferma. Quando sono state installate le nuove macchine, non potevamo semplicemente spegnere i vecchi compressori. Per evitare di interrompere la produzione, è stato necessario procedere per gradi. Questo è possibile solo con un partner esperto", afferma. Oggi, tutto funziona con piena soddisfazione".
