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Enorme Energieeinsparung beim Verpacken

Frische Salate, Gemüse, Kräuter und Obst gehören zur Produktpalette der Gartenfrisch Jung GmbH, deutsche Marktführerin für Frische-Convenience. Die Vakuum-Versorgung der Traysealer-Verpackungsmaschinen erfolgt seit Anfang 2019 energieeffizient durch ein ­zentrales Vakuumsystem von Busch Vacuum Solutions.

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Eine von zwölf Linien, auf denen Convenience-Produkte auf Traysealern verpackt werden. (Bilder: zVg)
Vakuumsystem mit drei MINK Klauen-Vakuumpumpen während der Montage, im Hintergrund die beiden Vakuumbehälter

Gartenfrisch Jung stellt seine ­Convenience-Produkte im modernen Betrieb im baden-württembergischen Jagsthausen her. Um das ganze Jahr über frische Rohware liefern zu können, stammt diese aus eigenen Anbaubetrieben in Deutschland und Portugal. Der Anbau in zwei verschiedenen ­Klimazonen garantiert die ganzjährige Lieferfähigkeit des kompletten Produktsortiments, das über Supermarktketten und Discounter an Endkunden in ganz Deutschland geht. Die verzehrfertigen Salate werden in Schalen unter Eigen- und Fremdlabels ­verpackt. 

Die Geschichte von Gartenfrisch Jung geht bis in das Jahr 1795 zurück. Was damals mit einem kleinen Acker begann, hat sich heute zu integrierten und kontrollierten Anbaubetrieben von Salat und Gemüse und der Weiterver­arbeitung dieser Produkte entwickelt. Gartenfrisch Jung geht als Familienunternehmen seit den Anfängen von einer Generation auf die andere über. Das dabei erlangte Know-how ist somit stetig gewachsen, was zu der erfolgreichen Entwicklung des Unternehmens und dem hohen Qualitätsstandard der Produkte führte. Heute verarbeitet Gartenfrisch Jung täglich 120 Tonnen Rohware. Dies entspricht einem Warenumschlag von 2000 Paletten, die mit 80 Kühlfahrzeugen an die Kunden ausgeliefert werden.

Die verzehrfertigen Salatvaria­tionen werden auf zwölf Verpackungslinien mit Traysealer-Verpackungsmaschinen verpackt. In der Vergangenheit waren diese Verpackungsmaschinen mit je einer Drehschieber-Vakuumpumpe be­ziehungsweise eine davon mit zwei Vakuumpumpen ausgestat­-tet. Diese insgesamt 13 Vakuumpumpen dienten zum Evakuieren der Schalen auf das benötigte Vakuumniveau vor dem Versiegeln. Auf allen zwölf Verpackungslinien wird im Zwei-Schicht-Betrieb verpackt. Während dieser Zeit liefen die Vakuumpumpen, mit Ausnahme der Pausenzeiten, durch. Eine dritte Schicht dient zur Rei­nigung der Produktionsräume bei Stillstand aller Maschinen.

Neue energieeffiziente Vakuumpumpen

Jochen Neff, bei Gartenfrisch Jung zuständig für den Bereich Technik, suchte nach einer alternativen Vakuumversorgung, weil die 13 Vakuumpumpen durch ihre ­Wärmeabstrahlung in den auf 5 bis 6 Grad Celsius gekühlten ­Produktionsräumen die Klimaanlage belasteten. Ausserdem belief sich die installierte Motorleistung der Vakuumpumpen auf über 50 Kilowatt. Die Vakuumexperten von Busch Vacuum Solutions­analysierten daraufhin die Ist-Situation und empfahlen eine ­zentralisierte Vakuumversorgung, die in einem ungekühlten Raum ausserhalb der Produktionsräumlichkeiten aufgestellt wird.

Da die Convenience-Produkte von Jung mit einem Vakuumniveau von 400 Millibar den idealen Unterdruck in der Verpackung haben, empfahl Busch den Einsatz von MINK Klauen-Vakuumpumpen. Diese Art von Vakuumpumpen hat den höchsten Wirkungsgrad aller mechanischer Vakuumpumpen. Dies verdanken sie der Tatsache, dass sie berührungsfrei arbeiten. Die sich im Pumpeninnern drehenden Teile berühren sich also nicht. Dies wiederum macht eine Ölschmierung überflüssig und alle mit dem Betriebsmittel Öl zusammenhängenden Wartungsarbeiten sind hinfällig. 

Energieeinsparung von über 90 Prozent

Busch konzipierte ein Vakuumsystem mit drei frequenzgeregelten MINK Klauen-Vakuumpumpen (Fig. 2) mit je einem Antriebsmotor mit einer Nennleistung von 8 Kilowatt. Dabei hat eine der drei Vakuumpumpen eine reine Stand-by-Funktion. Die Steuerung ist allerdings so programmiert, dass alle drei Vakuumpumpen die gleiche Anzahl von Betriebsstunden aufweisen.

Durch die Zentralisierung der Vakuumversorgung konnte die installierte Gesamtmotorleistung von 50,2 auf 16 Kilowatt gesenkt werden (Fig. 3), wenn man davon ausgeht, dass zwei der Vakuumpumpen bei 60 Hertz, also bei maximaler Leistung laufen. Dies entspräche einer Reduzierung des Energieverbrauchs von 68 Prozent. Allerdings hat Jochen Neff in der Praxis festgestellt, dass von den beiden MINK Klauen-Vakuumpumpen meist nur eine, und diese nur bei reduzierter Drehzahl in Betrieb ist. Nach mehrmona­tigem Betrieb hat Jochen Neff einen durchschnittlichen Stromverbrauch der gesamten Vakuumversorgung von vier Kilowattstunden gemessen. Das hängt vor allem damit zusammen, dass an den zwölf Verpackungslinien nicht immer mit der höchstmöglichen Taktzahl verpackt wird und nicht alle Maschinen permanent in Betrieb sind. Die bedarfsabhängige Steuerung fährt dann die Leistung über die Drehzahl herunter, sodass nur die tatsächlich benötigte Leistung erbracht wird. Das heisst, in der Praxis ergibt sich eine Energieeinsparung bei der Vakuumerzeugung von über 90 Prozent!

Das neue zentrale Vakuumsystem wurde im April 2019 installiert und ist seitdem in Betrieb. Es ist über ein Rohrleitungsnetz mit den Verpackungsmaschinen verbunden. Zwei vorgeschaltete Vakuumbehälter mit einem Volumen von je 1500 Litern sorgen dafür, dass das notwendige Vakuumniveau sofort an den Verpackungskammern anliegt, sobald dieses im Verpackungszyklus notwendig ist. Die Entfernung der ursprünglich 13 Vakuumpumpen aus den Produktionsräumen brachte eine Entlastung für die Klimatisierung mit sich. Das heisst, die Klimaanlage konnte gedrosselt werden, um die Raumtemperatur von 5 bis 6 Grad ­Celsius zu halten. Die Einsparung an Energiekosten durch die Reduzierung der Kühlleistung wurde nicht gemessen. Grundsätzlich kann aber davon ausgegangen werden, dass damit eine erheb­liche Reduzierung des Energie­verbrauchs der Klimaanlage einhergeht. 

Durch den redundanten Betrieb des Vakuumsystems ist eine Wartung an einzelnen MINK Klauen-Vakuumpumpen während den Produktions- beziehungsweise Verpackungszeiten ermöglicht. MINK Klauen-Vakuumpumpen sind annähernd war­tungsfrei. Die Wartung beschränkt sich im Wesentlichen auf den ­vorbeugenden jährlichen Wechsel des Getriebeöls. Dieser wird von einem Servicetechniker von Busch vorgenommen. Jochen Neff hat mit der zentralen Vakuumsystem eine höchst energieeffiziente, betriebssichere und wirtschaftliche Vakuumversorgung für die Verpackung seiner Convenience-Produkte geschaffen.