En matière de pureté, inégalé

Röchling Medical à Neuhaus am Rennweg : Le bâtiment dédié aux salles blanches a été inauguré en 2017. L'entreprise a dû augmenter ses capacités de production pour se préparer à une croissance future. (Crédit photo : Röchling Medical Solutions SE)

Des procédés tels que le soufflage sont utilisés à cette fin. (Image : ALMiG Kompressoren GmbH)

Pas garanti d'usine : La station d'air comprimé d'ALMiG répond à des exigences très particulières en matière d'air comprimé propre. (Image : ALMiG Kompressoren GmbH)

Le contrôle ALMIG Air Control HE régule les compresseurs en fonction de la consommation dans le réseau. Cela permet de tirer pleinement parti des avantages énergétiques de la régulation de la vitesse. (Image : ALMiG Kompressoren GmbH)

Uwe Herrmann (à gauche) et Jürgen Neubauer devant un compresseur à vis LENTO 110 : « Plus propre que l'air que nous respirons. » (Photo : ALMiG Kompressoren GmbH)

La solution médicale Röchling SE à Neuhaus développe et fabrique des emballages sur mesure pour chaque matière médicale. Pour la fabrication des corps creux en plastique, Röchling mise notamment sur la technique de soufflage par extrusion. Dans ce procédé, une air comprimée exempte d'huile et de germes joue un rôle déterminant pour atteindre la qualité requise. Une station d'air comprimé équipée de sept compresseurs à vis injectés d'eau de la série LENTO 110 d'ALMiG, réputés pour leur sécurité exceptionnelle, est utilisée à cet effet. Une extension de la station est prévue.

« Nous fabriquons des emballages primaires pour produits pharmaceutiques dans des salles blanches ultramodernes de classe GMP C et D », explique Jürgen Neubauer. Il est responsable de l’équipement technique des bâtiments chez Röchling Medical à Neuhaus am Rennweg, une petite ville de la forêt de Thuringe. « Nous avons inauguré le bâtiment dédié aux salles blanches en 2017. Nous avons dû augmenter nos capacités de production sur ce site pour anticiper la croissance future », dit-il. En 2016, le groupe Röchling avait complété ses deux divisions industrielles et automobile par le secteur médical. De nombreux grands projets ont rapidement émergé. L’entreprise a réagi.

Environ la moitié des produits Röchling Medical sont exportés. Cela inclut des bouchons, des gobelets de mesure, des goutteurs et des seringues avec différentes options de dosage, ainsi que divers contenants : « Nous pouvons fabriquer des flacons de 2 millilitres jusqu’à des fûts de 10 litres ou plus », raconte Neubauer en montrant les machines qui produisent dans la classe GMP « C ». Pour fabriquer les corps creux, nous utilisons notamment la technique de soufflage par extrusion multicouche. » Dans ce procédé, le plastique est fondu et pressé à travers une buse. Il en résulte une préforme tubulaire qui est transférée dans un moule de soufflage prêt. En augmentant la pression, cette préforme épouse les contours internes du moule. Le processus de formage est également renforcé par de l’air de soufflage dans l’outil. « Nous pouvons ainsi produire des corps creux à paroi multicouche », indique Neubauer. La qualité des produits dépend fortement du fait qu’aucun germe ne pénètre dans le matériau via l’air de soufflage. C’est pourquoi une exigence de pureté très élevée est imposée à l’air comprimé.

Air comprimé exempt d’huile et de germes

Jusqu’en 2017, Röchling Medical utilisait des compresseurs injectés d’huile. Pour éliminer l’huile de l’air comprimé, chaque installation était équipée d’une chaîne de traitement comprenant un séparateur cyclonique, un préfiltre, un sècheur, un filtre de post-traitement et un filtre à charbon actif. « Malgré cela, il existe toujours un risque de contamination avec des machines à huile injectée. Si de l’huile pénètre dans le réseau de conduites, cela pourrait entraîner de graves dommages économiques pour nous », explique Neubauer. « Notre objectif était d’atteindre la classe d’air comprimé 1, tout en assurant une opération plus sûre et plus économe en énergie. »

Les responsables ont étudié différents concepts proposés par divers fournisseurs. Finalement, ils ont été convaincus par les compresseurs ALMiG GmbH, originaires de Köngen, en Souabe, près de Stuttgart, avec leurs machines à injection d’eau de la série LENTO. « Leur concept global de machine nous a impressionnés », se souvient l’expert Röchling.

Un partenaire fiable

Uwe Herrmann est le directeur général de KFA Drucklufttechnik, basé à Zwenkau, au sud de Leipzig. Sa société propose maintenance, service, gestion de projets et vente de compresseurs. Il est également partenaire commercial d’ALMiG. « Lors d’un premier entretien, il est rapidement devenu évident que nous pouvions fournir à la fois l’alimentation en air comprimé et tous les composants nécessaires en une seule source, évitant ainsi au client de travailler avec plusieurs fournisseurs », explique Herrmann. « Nous avons mis en place un système d’analyse énergétique. Avec lui, nous pouvons mesurer la consommation d’air comprimé et la consommation électrique. » Le logiciel analyse les résultats et réalise différentes simulations. Des compresseurs sont échangés de manière ciblée jusqu’à obtenir le résultat énergétiquement optimal pour le client. Les mesures ont été effectuées en période de faible charge ainsi qu’en pleine capacité. Après une analyse approfondie, l’expert a recommandé de fournir les compresseurs à vis injectés d’eau de la série LENTO 110 d’ALMiG, avec un débit volumétrique de 16 mètres cubes par minute sous une surpression de 10 bars.

Lorsque le bâtiment pour la nouvelle station d’air comprimé a été construit, les quatre premières unités ont été installées. Quelques mois plus tard, deux autres compresseurs de la même série ont rejoint l’installation. En 2021, les responsables de Röchling ont décidé d’investir dans une autre machine de la série LENTO, en raison de l’augmentation du volume de commandes. La production fonctionne 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. Avec la mise en service des nouveaux compresseurs, les anciennes installations ont été progressivement déconnectées.

Vitesse réduite, longue durée de vie

Les installations LENTO nécessitent nettement moins de coûts de maintenance comparé à d’autres technologies, comme par exemple les compresseurs à vis sans huile. « Cela est principalement dû à leur conception simple », explique l’expert Herrmann. « Les étages de compression des compresseurs à vis injectés d’eau tournent à une vitesse quatre à cinq fois inférieure à celle des modèles sans huile. Cela a un effet positif sur la durée de vie des roulements et la sécurité opérationnelle. » L’eau possède également, en comparaison avec l’huile, une capacité d’absorption thermique bien meilleure. « Nous atteignons des températures de fin de compression très basses, bien en dessous de 60 degrés Celsius. Le processus est proche de la compression isotherme, ce qui améliore le rendement et la rentabilité », précise Herrmann.

Ce qui impressionne particulièrement, c’est la régulation de la vitesse. Elle permet à l’usine d’adapter la production d’air comprimé à la demande variable. Les compresseurs produisent toujours la quantité nécessaire, consommant ainsi uniquement l’énergie requise. En mode veille, un compresseur standard sans régulation de vitesse consomme environ 25 à 40 % de l’énergie utilisée en pleine charge, sans produire d’air comprimé. La régulation de charge et de marche à vide d’un compresseur standard, combinée à une demande fluctuante, entraîne donc des périodes de marche à vide coûteuses. En utilisant des compresseurs à vis de même taille, il est possible d’assurer une charge constante par un changement continu de la charge de base. La charge se situe entre 60 et 70 %. Les machines tournent en rotation, toujours cinq en même temps. Étant dans la plage de vitesse optimale, la consommation d’énergie et les émissions sonores sont réduites.

Le système de contrôle ALMiG Air Control HE, doté d’un serveur web intégré permettant de consulter toutes les données en ligne, est utilisé. Il permet de suivre, par exemple, le comportement de fonctionnement des derniers jours ou semaines d’exploitation, le taux d’utilisation des compresseurs et la prochaine maintenance. La régulation enregistre également la quantité d’air consommée et la consommation d’énergie. « Si nous remarquons une modification significative du comportement de fonctionnement, une alarme est déclenchée, et nous pouvons réagir immédiatement », explique Neubauer.

Mais même lorsque les compresseurs LENTO fonctionnent à basse température, une grande partie de l’énergie qu’ils consomment est convertie en chaleur. Pour éviter qu’elle ne se disperse, les installations sont équipées en usine d’un système intégré de récupération de chaleur. « Nous utilisons cette chaleur pour chauffer nos salles blanches en hiver et pour déshumidifier en été. Cela couvre près de 2 000 mètres carrés », s’enthousiasme Neubauer. « Cela évite l’utilisation de chaleur à distance, de fioul de chauffage ou de gaz — et cela malgré une demande énergétique énorme. »

Une eau toujours fraîche

Ce qui a particulièrement impressionné les responsables de Röchling Medical, c’est le principe d’air comprimé lavé, tel qu’il est utilisé avec les compresseurs à vis LENTO injectés d’eau. « L’air comprimé est plus propre que l’air frais aspiré pour la compression, car les composants étrangers qu’il contient sont efficacement lavés par l’eau de circuit », explique Herrmann. Cela a été confirmé par plusieurs instituts indépendants renommés, notamment Fresenius. La machine LENTO intègre également un sècheur frigorifique, qui constitue une étape essentielle du traitement de l’eau. « Le compresseur est rempli d’eau du réseau lors de la mise en service », décrit l’expert en air comprimé. « Le condensat généré est recueilli dans le séparateur de condensat du sècheur frigorifique et renvoyé en eau fraîche dans le circuit de refroidissement interne. » En moyenne, toute la quantité d’eau est renouvelée une fois par shift. La machine fonctionne ainsi toujours avec de l’eau fraîche. La mise en place d’un traitement de l’eau sophistiqué n’est pas nécessaire. « L’eau fraîche produite est sans calcaire, sans virus, sans bactéries ni algues. Elle peut être rejetée dans le réseau d’égouts sans traitement », indique Herrmann. « Nous sommes ici en Thuringe. Grâce à la semence des pins, de très petites particules tombent sous forme de brouillard jaune. Si un compresseur aspire ces particules organiques, il peut y avoir auto-inflammation. Avec les machines LENTO, ces particules sont complètement lavées. »

Pas du prêt-à-porter

Herrmann et son équipe chez Röchling ont installé bien plus qu’un système standard. En matière de sécurité, il est dit-il, il est unique au monde. « Par exemple, les compresseurs s’arrêtent automatiquement si la technologie de mesure détecte des conditions environnementales modifiées, comme des résidus d’aérosols d’huile. Ceux-ci peuvent par exemple provenir de camions stationnés à proximité de la station d’air. » Si un compresseur aspire cet air, cela peut compromettre une production sûre, précise Neubauer. Dans ce cas, l’air comprimé n’est pas injecté dans le réseau, mais dirigé vers une chambre d’expansion jusqu’à ce que les valeurs redeviennent stables. De plus, KFA Drucklufttechnik ne fournit que 1,2 litre d’huile par cycle d’entretien pour chaque machine, pour la lubrification. Les anciennes installations injectant de l’huile utilisaient encore 80 litres chacun. Cela contribue également à une sécurité opérationnelle nettement accrue, conformément aux exigences de l’ISO et de la FDA. Neubauer regarde la technologie de mesure. « Nous avons un point de rosée de -50 à -60 degrés avec nos machines et leur traitement associé. Cela a aussi un effet positif sur la pureté de l’air. Imaginez qu’il y a environ trois millions de particules dans un mètre cube d’air comprimé, et que nous pouvons réduire ce nombre jusqu’à 200 selon la taille — c’est déjà très impressionnant. »

Uwe Herrmann et son équipe sont présents ce jour chez Röchling à Neuhaus pour des opérations de maintenance. « Notre visite chez les machines LENTO n’est nécessaire qu’après 4 000 heures de fonctionnement », dit-il. Cela correspond à environ deux inspections par an. Neubauer est satisfait de l’installation et du fait qu’il peut tout obtenir d’ALMiG et KFA Drucklufttechnik en une seule source — y compris un service fiable. « Le projet n’a sûrement pas été standard », dit-il. Lors de la mise en service des nouvelles machines, il n’était pas possible d’éteindre simplement les anciens compresseurs. Pour ne pas interrompre la production, cela a dû se faire étape par étape. Cela n’est possible qu’avec un partenaire expérimenté », ajoute-t-il. Aujourd’hui, tout fonctionne à la pleine satisfaction.