Verfahrenstechnik 4/2022

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KOMPONENTEN UND SYSTEME Blubbernde Kultivierung Druckluft versorgt Bioreaktoren mit Nährstoffen und Kohlendioxid Algen – speziell Mikroalgen – erfreuen sich weltweit ständig steigender Nachfrage. Erste Betriebe haben bereits die Produktion aufgenommen. Wichtige Grundvoraussetzung dafür: ein durchdachtes und wirtschaftliches Druckluftkonzept. Algen sind kleine Wunder der Natur. Es gibt sie als Makro- und als Mikro algen. Während Makroalgen häufig in der Küche ihre Anwendung finden, sind Mikroalgen wie zum Beispiel Spirulina und Chlorella aufgrund ihrer wertvollen Inhaltsstoffe vor allem in der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie begehrte Zutaten. Algen sind vegane Omega-3-Quellen, dienen als natürlicher Farbstoff, finden in der Kosmetik und als Tierfuttermittelzusatz ihren Einsatz und können sogar Wasser aufbereiten. Die Bandbreite für ihre Anwendung ist groß. Hinzu kommt noch ein weiterer Vorteil: Algen benötigen wie alle Pflanzen Kohlendioxid, um zu wachsen und produzieren dafür ihrerseits Sauerstoff. Ihre Produktion trägt also zur Lösung der CO 2 - Prob lematik bei. Damit sich Algen möglichst optimal entwickeln können, brauchen sie gute Voraussetzungen. Dazu gehören Wasser, Licht für die Fotosynthese, Mineralien und eben Kohlendioxid. Alles muss in den Zuchtbehältern zur Verfügung stehen, damit die Organismen gedeihen können. Bei der industriellen Produktion werden Mineralien und Kohlendioxid über Luftblasen, also mittels Druckluft eingeblasen. Regelkonforme Druckluft Wer Algen kultivieren möchte, unterliegt den Anforderungen der jeweiligen Branche, für die er produziert. Die eleganteste Lösung für regelkonforme Druckluft ist, sich an einen Systemanbieter zu wenden. Dieser kann die Wünsche des Betreibers umsetzen und eine schlüsselfertige Station liefern. Ziel ist eine Anlage, die allen Gegebenheiten gerecht wird, nach neuesten Standards wirtschaftlich effizient und 26 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 www.verfahrenstechnik.de
KOMPONENTEN UND SYSTEME 01 Die durchdachte Druckluftstation hält den ökologischen Fußabdruck gering 02 Für den erforderlichen Reinheitsgrad der Druckluft sorgen unterschiedliche Filter 01 zuverlässig Druckluft produziert und diese zur Verfügung stellt. Schließlich wollen die Mikroorganismen sieben Tage die Woche rund um die Uhr optimal und sicher versorgt sein, um gedeihen zu können. Welche Kompressorengröße oder welche Kompressorenkombination für die Aufzucht der Algen die beste ist, wird durch den Druckluftbedarf bestimmt. In der Lebensmittelindustrie finden zwar häufig ölfrei verdichtende Kompressoren ihren Einsatz, doch auch fluidgekühlte Verdichter sind durchaus üblich, da die Druckluft im Anschluss an den Kompressor ohnehin durch Trocknung und Filtration aufbereitet werden muss. Welche Kombination am meisten Sinn ergibt, weiß der Fachberater. Im Fall der Algen spielt die Qualität der eingebrachten Druckluft und eine entsprechende Aufbereitung eine besonders große Rolle, da die Mikroorganismen direkten Kontakt mit der Druckluft haben. Reinheitsklassen 1 (Staub), 4 (Restwasser) und 1 (Restöl) nach ISO 8573-1 sind keine Seltenheit. Neben modernen Kältetrocknern, die für die Entfeuchtung der Druckluft sorgen, werden Filtereinrichtungen wie Aktivkohleabsorber, Mikrofeinfilter und Nachfilter eingesetzt, um die Partikelklasse 1 zu erreichen. Bei Kältetrocknern gilt es darauf zu achten, dass sie möglichst energiesparend arbeiten und mit einem Kühlmittel betrieben werden, das der neuesten F-Gase-Verordnung entspricht, damit sie in den kommenden Jahren nicht ausgetauscht werden müssen. Alle Parameter im Blick Für eine wirklich effiziente und wirtschaftliche Steuerung der Drucklufterzeugung sorgen übergeordnete Managementsysteme wie zum Beispiel der Sigma Air Mana- ger 4.0. Er überwacht alle Komponenten der Druckluftstation und sorgt wie ein Dirigent bei einem Orchester dafür, dass jeweils die Gerätekomposition zum Einsatz kommt, die den tatsächlichen Bedarf der Druckluftmenge und -güte erfüllt. Er lässt sich leicht in bereits vorhandene Steuerungstechnik einbinden und bietet Transparenz über die Betriebszustände der Druckluftanlage. Alle Informationen sind jederzeit in vollem Umfang abrufbar. So werden zum Beispiel alle Verbrauchs- und Energiedaten aufgezeichnet, die für das Energiemanagement notwendig sind. Auch Wartungsmeldungen und -intervalle werden durch ihn verwaltet. Ebenfalls ermittelte Kennzahlen geben Hinweise darauf, wie sich die Druckluftversorgung laufend Ein Full-Service-Vertrag vereinfacht den Betrieb einem eventuell veränderten Produktionsvolumen anpassen lässt. Wer zusätzlich einen Full-Service-Vertrag abschließt, kann sich durch Fernüberwachung und vorausschauende Wartung den Betriebsalltag sogar noch weiter erleichtern lassen, indem er auch die Wartung, Pflege und Optimierung der Station an einen Spezialisten übergibt. Abwärme beheizt Hallen Ein interessanter Punkt, wenn es um Energie- und Kostenersparnis geht, ist die Möglichkeit der Wärmerückgewinnung. Da Algen in Glashäusern gezüchtet werden, besteht ein gewisser Wärmebedarf. Rund 96 Prozent der Wärme, die bei der 02 Erzeugung der Druckluft entsteht, kann genutzt werden, um zum Beispiel als Prozessluft im Betrieb oder als Beheizung zu dienen. Dafür werden die Kompressoren mit Plattenwärmeübertragern ausgestattet und die in der Druckluftstation entstehende warme Luft wird ins Glashaus geblasen. Ein weiterer Beitrag, um die Produktion so ökologisch und nachhaltig wie möglich zu betreiben. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass auch ungewöhnliche Produktionen mithilfe von bereits bekannten Technologien in Europa Entwicklungspotenzial haben. Da Druckluft in der Industrie eine wichtige Rolle spielt, sollte ihr gerade beim Aufbau oder aber bei der Erneuerung einer Produktion besonderes Augenmerk gelten. Es gibt heute eine Vielzahl an Möglichkeiten, die Drucklufterzeugung wirtschaftlich effizient und zuverlässig zu gestalten und gleichzeitig den ökologischen Fußabdruck vergleichsweise gering zu halten. Fotos: Kaeser, toa555 – stock.adobe.com www.kaeser.de www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 27
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