Druckluft-Leckagen auf der Spur

Produktion rund um die Uhr fordert bei Greiner Bio-One im baden-württem-bergischen Frickenhausen ihren Tribut: Rund 30 Prozent Leckagerate sind für das nach DIN EN ISO 50001 zertifizierte Biotechnologie-Unternehmen nicht tragbar. Nachdem erste Versuche mit einem eigenen Leckageortungsgerät nicht den gewünschten Erfolg bringen, beauftragt der führende Anbieter von Spezialprodukten für die Kultivierung und Analyse von Zell- und Gewebekulturen die Mader GmbH & Co. KG mit der Leckageortung. Der Leinfeldener Druckluft- und Pneumatikspezialist unterstützt Greiner Bio-One seit 2015 bei der Reduktion seiner Leckagerate – inzwischen auch digital.

24 Stunden, sieben Tage die Woche – die 60 Kunststoff-Spritzgussmaschinen der Greiner Bio-One GmbH im baden-württembergischen Frickenhausen laufen ohne Pause. Im 3-Schicht-Betrieb – selbst an Sonn- und Feiertagen – produzieren sie Röhrchen, Petrischalen und andere Spezialprodukte für die Kultivierung und Analyse von Zell- und Gewebekulturen sowie Microplatten für das Hochdurchsatz-Screening. Eingesetzt werden die Produkte überwiegend an Universitäten, in Forschungsinstituten und in der diagnostischen, pharma-zeutischen sowie in der biotechnologischen Industrie.

Die hohe Beanspruchung des Maschinenparks schlägt sich auch in der Leckagerate nieder: „Verschleiß ist das größte Problem und überwiegende Ursache für Druckluft-Leckagen in unserer Produktion“, sagt Ralf Hipp, zuständig für die Haustechnik und seit 2013 Energie-managementbeauftragter am Standort Frickenhausen. Ralf Hipp ermittelt in den ersten Jahren seiner Tätigkeit als Energiebemanagementauftragter eine Leckagerate von rund 30 Prozent. „Das konnte so nicht bleiben. Wir beschlossen das Thema selbst in die Hand zu nehmen“, erinnert sich Ralf Hipp. „Wir kauften ein Leckageortungsgerät und legten los. Leider blieb es dabei. Entweder fehlte die Zeit oder das Wissen. Wir erreichten zwar kleinere Verbesserungen der Leckagerate, konnten diese aber nicht so deutlich senken, wie wir es uns zum Ziel gesetzt hatten“, erzählt der gelernte Elektriker.

Im Herbst 2015 dann der Anruf von Stefanie Kästle, Leiterin Energieeffizienzmanagement bei Mader. Sie berichtet von den Dienstleistungen, die der Leinfeldener Druckluft- und Pneumatikspezialist neuerdings zur Verbesserung der Energieeffizienz anbietet. Beim Thema „Druckluft-Leckagen“ wird Ralf Hipp hellhörig. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Leckagerate in Frickenhausen rund 23 Prozent.

Kurze Zeit später erhält Mader den Auftrag zur zweitägigen Leckageortung. Ein zweiköpfiges Mader-Team führt die Ortung im Juni 2015 bei laufendendem Betrieb durch. Eingesetzt wird ein Ultraschallmessgerät, mit dem die Leckagen nicht nur „aufgespürt”, sondern auch wirtschaftlich bewertet werden können.

Insgesamt werden 76 Leckagen mit einem Einsparpotenzial von 25 200 Euro gefunden. Die Leckagebeseitigung organisiert Ralf Hipp intern: Ein bis zwei Personen reparieren anhand der Leckage-Dokumentation des Mader-Teams, das neben Bildern auch eine Beschreibung des Leckageorts enthält, die Leckagen. Mit Hilfe der Markierung durch Aufkleber und einer Nummer können die Leckagen eindeutig identifiziert und schließlich vom Reparatur-Team als „beseitigt“ dokumentiert werden. Nach Beseitigung der Leckagen nimmt die Leckagerate merklich ab.

„Dennoch war die Leckagerate, von 18 Prozent, die wir im Dezember 2015 ermittelten, noch nicht das, was wir wollten. Unser Ziel ist eine Leckagerate von maximal 10 bis 15 Prozent“, erläutert Ralf Hipp. Dass dies alles andere als leicht zu erreichen ist, zeigt die erneute Messung im Juli 2016. Die Leckagerate steigt innerhalb von sechs Monaten erneut auf 22 Prozent. Der Entschluss zu einer weiteren zweitägigen Leckageortung durch Mader im Herbst 2016 ist schnell gefasst.

Mehr Kontrolle durch elektronische Dokumentation
Ausgerüstet mit Leckageortungsgerät und Tablet werden dieses Mal alle Leckagen mit den zugehörigen Messwerten und Fotos direkt vor Ort digital erfasst. Über einen sogenannten QR-Code, eine Art Barcode, erhält jede Leckage eine eindeutige Kennzeichnung (ID) und kann im Nachgang sicher per Smartphone identifiziert werden. „Alle Messdaten, Bilder und Informationen zur gescannten Leckagestelle werden dann, vorausgesetzt man hat die Mader Leckage-App installiert, direkt auf dem Smartphone angezeigt“, berichtet Stefanie Kästle.

So hat auch Ralf Hipp erstmals – in Echtzeit – von seinem Arbeitsplatz aus den vollen Überblick über den Stand der Dinge: „Über das Online-Portal sehe ich alle georteten Leckagen und kann sie, wenn die Reparatur erfolgt ist, als repariert markieren.“ Die Option, die Leckagen direkt im Anschluss an die Reparatur über die Leckage-App auf einem Smartphone als „repariert“ zu markieren, nehmen sein Team und er nicht in Anspruch. „Zum einen ist die Verwendung von Smartphones im Werk nicht gestattet, zum anderen ist den Kollegen, die für die Reparatur zuständig sind, Papier lieber“, erklärt Hipp.

Auch die zweite Leckageortung hat einen ähnlich hohen Leckagewert zum Ergebnis wie 2015. „Der Leckagewert war zwar etwa gleich hoch wie 2015, aber die einzelnen Leckagen waren kleiner. Dies lässt vermuten, dass seit der ersten Ortung wieder neue kleine Leckagen entstanden sind.

Kritische Leckagestellen rechtzeitig identifizieren
Ralf Hipp macht sich keine Illusion. Durch Verschleiß verursachte Leckagen seien im 3-Schicht-Betrieb kaum zu vermeiden. „Am häufigsten betroffen sind Schläuche und Ventile“, berichtet er.

Die strukturierte, elektronische Erfassung der Leckagen könnte ein sinnvoller Ansatz sein, Leckagen zu vermeiden, ist sich Stefanie Kästle sicher: „Mit Hilfe der Dokumentation kann analysiert werden, wo Leckagen besonders häufig auftreten. An diesen Stellen könnte dann durch die Verwendung hochwertigerer Komponenten oder den regelmäßigen Austausch von Verschleißteilen der Druckluftverlust vorbeugend verhindert werden.“

Den Erfolg der Leckageortung und –beseitigung bestätigt die Messung im Dezember 2016: Die Leckagerate beträgt nun 15 Prozent und sank somit um 7 Prozent. Das entspricht einer Einsparung von 77.000 KWh Strom bzw. 10.000 Euro pro Jahr. Amortisiert hat sich der Einsatz des Mader-Teams für Greiner Bio-One erneut innerhalb von weniger als drei Monaten.

Bild: Manuel Stephan informiert Energieeffizienzmanager Ralf Hipp über den aktuellen Stand der Leckageortung; Foto: Mader GmbH & Co. KG