Weniger Pumpen, mehr Prozesssicherheit: Zentrale Vakuumversorgung bei Migros Luzern

Wenn bei Migros Luzern Fleisch verpackt wird, läuft ein präzise getakteter Prozess innerhalb weniger Sekunden ab. Das Vakuum ist hierbei eine prozessbestimmende Grösse und beeinflusst unmittelbar Produktqualität, Haltbarkeit und Taktleistung. Unterschiedliche Verpackungsverfahren stellen dabei wechselnde Anforderungen an das Vakuumniveau und erfordern eine stabile und exakt regelbare Versorgung.

Am Produktionsstandort Migros Luzern werden Fleischwaren für den Schweizer Lebensmittelhandel verarbeitet und verpackt. Insgesamt sechs Verpackungsmaschinen decken ein breites Produktspektrum ab.

Bei Tiefzugverpackungen, beispielsweise für Fleischprodukte, wird die Verpackung zunächst evakuiert, anschliessend rückbegast und danach mit einer Rahmensiegelung bei Drücken zwischen 20 und 200 mbar versiegelt. Zusätzlich kommt ein sogenanntes Darfresh-System zum Einsatz, bei dem das Produkt in einer durch Vakuum geformten Schale platziert und mit einer Oberbahnfolie bei Drücken zwischen 5 und 15 mbar evakuiert wird.

Dezentrale Vakuumversorgung als Ausgangssituation

Vor der Modernisierung war die Vakuumversorgung für die Verpackungsmaschinen dezentral organisiert. Insgesamt 18 Vakuumpumpen, darunter ölgeschmierte Drehschieberpumpen und Vakuum-Booster versorgten die sechs Anlagen. Die Pumpen waren teils direkt in den Maschinen integriert, teils extern installiert. Einige befanden sich in einer einfachen, nicht isolierten Blechkonstruktion auf dem Dach. In dieser Konfiguration verfügte jede Verpackungsmaschine über eigene Vakuumpumpen, diese deckten deren gesamten Bedarf über die verschiedenen benötigten Druckniveaus ab.

Diese Struktur führte zu mehreren betrieblichen und wirtschaftlichen Nachteilen. Die in die Maschinen integrierten Pumpen verursachten einen hohen Geräuschpegel im Produktionsbereich und erzeugten erhebliche Abwärme: Während im Produktionsraum konstant etwa 12 °C eingehalten werden müssen, erreichten die Pumpen Umgebungstemperaturen von 40 bis 60 °C, was den Kühlbedarf und damit den Energieverbrauch erhöhte.

Zudem fehlte es an Redundanz: Fiel eine einzelne Pumpe aus, stand unmittelbar die zugehörige Verpackungsmaschine still. Jeder Ausfall führte somit direkt zu Produktionsunterbrechungen und potenziellen Mehrkosten. Zudem erschwerte die beengte Einbausituation der Pumpen Wartungsarbeiten. Auch Erweiterungen waren ineffizient, da bei neuen Maschinen jeweils zusätzliche Pumpen beschafft werden mussten, verbunden mit entsprechenden Investitions- und Betriebskosten.

Die Lösung: Zentrale Vakuumzentrale im Container

Aufgrund dieser Nachteile entschied sich Migros Luzern gemeinsam mit Busch Vacuum Solutions für eine grundlegende Neuausrichtung der Vakuumversorgung. Ziel war es, die Vakuumtechnik vollständig aus dem Produktionsbereich auszulagern, um Produktionsfläche freizugeben und Wartungsarbeiten außerhalb der Produktion durchführen zu können.

Ein Teil der Pumpen war bereits zuvor auf dem Dach installiert, jedoch ohne ein durchgängiges Anlagenkonzept. Mit der Anschaffung von zwei zusätzlichen Verpackungsmaschinen und dem damit weiter steigenden Platzbedarf im Produktionsbereich wurde eine grundlegende Neuorganisation der Vakuumversorgung erforderlich.

Statt jede Verpackungsmaschine weiterhin separat mit eigenen Pumpen auszustatten, wurde eine zentrale Vakuumversorgung realisiert. Bei diesem Konzept erzeugt eine gemeinsame Vakuumanlage das benötigte Vakuum und stellt es über ein Rohrleitungsnetz allen angeschlossenen Maschinen zur Verfügung. Dadurch können Pumpenleistung und Anzahl der Pumpen am tatsächlichen Gesamtbedarf der Produktion ausgerichtet werden. Die heute installierte Anlage besteht aus sechs Drehschieber-Vakuumpumpen R5 RA 0305 sowie drei Vakuum-Booster PANDA WV 2400 A und einer PANDA WV 0500 C. Ein zusätzlicher Reserveplatz wurde für mögliche zukünftige Erweiterungen vorgesehen.

Bedarfsgerechte Steuerung und prozesssichere Auslegung

Die Steuerung der Anlage befindet sich direkt im Container. Drucksensoren in den Leitungen erfassen kontinuierlich den aktuellen Bedarf und steuern die Pumpen entsprechend. Diese bedarfsgerechte Bereitstellung ermöglicht einen energieeffizienten Betrieb. Mehrere Vakuumtanks decken die Prozessstufen wie Tiefziehen, Vorevakuieren und Feinvakuum zuverlässig ab. Die Vakuumzentrale wird aktiviert, sobald die erste Verpackungsmaschine startet, kann jedoch auch manuell betrieben werden. Selbst bei einem Ausfall der Steuerung bleibt der Betrieb möglich.

Da sich der Container im Außenbereich befindet, wurde die Temperaturführung gezielt ausgelegt. Auch bei niedrigen Außentemperaturen darf die Temperatur im Inneren nicht unter 0 °C fallen, um Kondensatbildung und Startschwierigkeiten der Pumpen zu vermeiden. Die komplette Verrohrung zwischen Vakuumzentrale und Verpackungsmaschinen wurde gemeinsam geplant und installiert. Die Umsetzung konnte dabei ohne Unterbrechung des laufenden Produktionsbetriebs realisiert werden.

Verbesserte Betriebsbedingungen und höhere Effizienz

Im laufenden Betrieb zeigt sich der Nutzen der zentralen Lösung deutlich. Durch die Auslagerung der Pumpen ist die Geräuschbelastung im Produktionsbereich erheblich reduziert. Gleichzeitig entfällt der zusätzliche Kühlbedarf durch die Pumpenabwärme. Da insgesamt weniger Pumpen betrieben werden, reduziert sich auch der Energieverbrauch.

Auch die Betriebssicherheit wurde erhöht: Der Ausfall einer einzelnen Pumpe führt nicht mehr zum Stillstand einer Verpackungslinie, da Redundanzen vorhanden sind. Wartungsarbeiten können im laufenden Betrieb durchgeführt werden. Der Wartungsaufwand ist insgesamt deutlich gesunken, da weniger Einzelpumpen betreut werden müssen und weniger Öl sowie Wartungsmaterial benötigt werden. Darüber hinaus erreichen die Verpackungsmaschinen mit der neuen Vakuumversorgung im Durchschnitt eine höhere Taktleistung. Ein technischer Mitarbeiter bei Migros Luzern beschreibt die Entwicklung so:

"Anfangs war ich skeptisch, ob dieses Konzept funktionieren würde - insbesondere mit der kompletten Anlage auf dem Dach. Heute kann ich sagen: Das ist eine ideale Lösung für unsere Produktion."

Nachhaltige und zukunftssichere Lösung

Das bei Migros Luzern realisierte Vakuumkonzept ist für Produktionsumgebungen mit unterschiedlichen Verpackungsverfahren und hohen Anforderungen an Hygiene, Verfügbarkeit und Effizienz ausgelegt. Es eignet sich insbesondere für Anwendungen, in denen mehrere Verpackungslinien mit variierenden Druckniveaus zuverlässig zentral und bedarfsgerecht versorgt werden müssen. Die Kombination aus robuster Vakuumtechnik, bedarfsgerechter Steuerung und der räumlichen Trennung von Produktion und Vakuumerzeugung ermöglicht einen stabilen Betrieb, reduziert Energie- und Wartungsaufwand und erhöht die Betriebssicherheit.