In fatto di purezza, imbattibile

Garantito non di serie: La stazione di aria compressa di ALMiG soddisfa requisiti molto particolari per aria compressa pulita.

Röchling Medical a Neuhaus am Rennweg: l'edificio per le camere bianche è stato inaugurato nel 2017. L'azienda ha dovuto ampliare le proprie capacità di produzione per essere pronta alla crescita futura. (Crediti fotografici: Röchling Medical Solutions SE)

Röchling Medical produce diversi contenitori con capacità che vanno da due millilitri a dieci litri. (Credito fotografico: Röchling Medical Solutions SE)

Il sistema di controllo ALMIG Air Control HE regola i compressori in rete in base al consumo. In questo modo è possibile sfruttare appieno i vantaggi energetici della regolazione della velocità.

Vengono utilizzati processi come la formatura a soffio.

Uwe Herrmann (a sinistra) e Jürgen Neubauer a un compressore a vite LENTO 110: «Più pulito dell'aria che respiriamo.»

La Röchling Medical Solution SE a Neuhaus sviluppa e produce soluzioni di imballaggio su misura per ogni riempimento medico. Per la produzione dei corpi cavi in plastica, Röchling si affida tra l'altro alla formatura per soffiaggio estrusivo. In questo procedimento, aria compressa priva di oli e microbi svolge un ruolo fondamentale per raggiungere la qualità richiesta. Viene utilizzata una stazione di aria compressa con attualmente sette compressori a vite ad iniezione d'acqua della serie LENTO 110 di ALMiG, che dovrebbero essere uniche in termini di sicurezza. È prevista un'espansione della stazione.

"Produciamo imballaggi primari per prodotti farmaceutici in ambienti di sala bianca all'avanguardia, nelle classi GMP C e D," spiega Jürgen Neubauer. È il responsabile tecnico delle apparecchiature edilizie presso Röchling Medical a Neuhaus am Rennweg, una piccola città nella Foresta di Turingia. "Abbiamo inaugurato l'edificio per le sale bianche nel 2017. Dovevamo espandere le capacità di produzione presso questa sede per prepararci a una crescita futura," dice. Nel 2016, il gruppo Röchling aveva ampliato i propri due settori aziendali, Industrial e Automotive, con il settore Medical. Sono subito emersi vari grandi progetti. L'azienda ha reagito.

Circa la metà delle merci viene esportata all'estero da Röchling Medical. Tra queste ci sono chiusure, bicchieri dosatori, gocce e siringhe con diverse possibilità di dosaggio, oltre a vari contenitori: "Possiamo produrre fiale con capacità di due millilitri e tutte le dimensioni fino a taniche da dieci litri o anche più grandi," racconta Neubauer, indicando le macchine che producono i prodotti in classe GMP "C". Per realizzare i corpi cavi, ci affidiamo tra l'altro alla formatura per soffiaggio estrusivo multistrato." In questo procedimento, la plastica viene fusa e pressata attraverso un ugello. Si forma un preformato tubolare che viene trasferito nello stampo per soffiaggio. Con una pressione aumentata, questo si adatta alle contorni interni dello stampo. Il processo di formatura avviene anche tramite aria di soffiaggio nello stampo. "In questo modo possiamo anche produrre corpi cavi con struttura a parete multistrato," dice Neubauer. Fondamentale per la qualità dei prodotti: con l'aria di soffiaggio non devono entrare microbi nel materiale. Per questo motivo, vengono poste requisiti molto elevati sulla purezza dell'aria compressa.

Aria compressa priva di oli e microbi

Fino alla costruzione del nuovo edificio nel 2017, Röchling Medical utilizzava compressori a iniezione di olio. Per eliminare l'olio dall'aria compressa, ogni impianto era dotato di una propria catena di trattamento composta da separatore ciclone, pre-filtro, essiccatore, filtro finale e filtro a carbone attivo. "Tuttavia, con le macchine a iniezione di olio, esiste sempre il rischio di contaminazione. Se l'olio entrasse nella rete di tubazioni, potrebbe causare danni economici molto gravi per noi," spiega Neubauer. "Il nostro obiettivo era raggiungere la classe di aria compressa 1, garantendo un funzionamento più sicuro e lavorando in modo più efficiente dal punto di vista energetico."

I responsabili hanno valutato vari concetti di diversi fornitori. Alla fine, sono stati convinti dai compressori ALMiG GmbH, provenienti da Köngen, vicino a Stoccarda, con le loro macchine a iniezione d'acqua della serie LENTO. "Ci ha colpito il concetto di macchina coerente," ricorda l'esperto Röchling.

Un partner affidabile

Uwe Herrmann è amministratore delegato di KFA Drucklufttechnik, con sede a Zwenkau, a sud di Lipsia. La sua azienda offre manutenzione, assistenza, gestione di progetti e vendita di compressori. È anche partner di distribuzione di ALMiG. "In una prima conversazione, è stato subito chiaro che potevamo fornire sia l'approvvigionamento di aria compressa sia tutte le componenti necessarie da un'unica fonte, e il cliente non doveva collaborare con diversi fornitori," spiega Herrmann. "Abbiamo sviluppato un sistema di bilancio energetico. Con questo possiamo misurare il consumo di aria compressa e l'assorbimento di energia." Il software analizza i risultati e crea varie simulazioni. In questo modo, vengono scambiati specificamente i compressori fino a ottenere il risultato energetico ottimale per il cliente. Le misurazioni sono state effettuate sia in condizioni di basso carico che a pieno regime. Dopo un'analisi approfondita, l'esperto ha raccomandato di mettere a disposizione i compressori a vite a iniezione d'acqua LENTO 110 di ALMiG, con un flusso di volume di 16 metri cubi al minuto a una pressione di sovraccarico di dieci bar.

Quando l'edificio per la nuova stazione di aria compressa è stato completato, sono stati installati i primi quattro impianti. Alcuni mesi dopo, sono stati aggiunti altri due compressori della stessa serie. Nel 2021, i responsabili di Röchling hanno deciso di investire in un altro macchinario della serie LENTO, a causa dell'aumento degli ordini. La produzione funziona 24 ore su 24, sette giorni su sette. Con l'installazione dei nuovi compressori, i vecchi impianti sono stati progressivamente disattivati.

Bassa velocità, lunga durata

I sistemi LENTO presentano costi di manutenzione significativamente inferiori rispetto ad altre tecnologie, come ad esempio i compressori a vite a secco. "Questo è principalmente dovuto alla loro struttura semplice," spiega l'esperto ALMiG Herrmann. "Gli stadi di compressione nei compressori a vite a iniezione d'acqua operano a una velocità da quattro a cinque volte inferiore rispetto alla variante a secco. Questo influisce positivamente sulla durata delle cuscinetti e quindi sulla sicurezza operativa." L'acqua, inoltre, ha una capacità di assorbimento del calore molto migliore rispetto all'olio. "Questi compressori hanno temperature di fine compressione molto basse, ben sotto i 60 gradi Celsius. Il processo è vicino alla compressione isoterma, il che garantisce un miglior rendimento e una maggiore economicità," spiega Herrmann.

Particolarmente convincente è stato il controllo della velocità. In questo modo, lo stabilimento può rispondere alle variazioni della domanda di aria compressa. I compressori producono sempre la quantità di aria necessaria — e consumano solo l'energia corrispondente. In modalità di stand-by, i compressori standard senza regolazione della velocità consumano circa il 25-40% dell'energia richiesta a pieno carico — senza produrre aria compressa. La regolazione del carico e del vuoto di un compressore standard, in presenza di una domanda di aria variabile, causa costosi tempi di inattività. Utilizzando compressori a vite di pari grandezza, è possibile un utilizzo uniforme degli impianti grazie a un continuo cambio di carico di base. Il livello di utilizzo si aggira tra il 60 e il 70%. Le macchine sono in rotazione, sempre cinque contemporaneamente. Poiché operano nel range di velocità ottimale, sia il consumo energetico che le emissioni sonore sono inferiori.

Viene utilizzato il sistema di controllo ALMiG Air Control HE, dotato di server web integrato, che permette di leggere online tutti i dati rilevanti — ad esempio il comportamento di funzionamento degli ultimi giorni o settimane di attività, quanto sono caricati i compressori e quando è prevista la prossima manutenzione. Inoltre, il sistema registra il volume d'aria consumato e il consumo energetico. "Se notiamo che il comportamento operativo cambia significativamente, riceviamo un allarme e possiamo reagire immediatamente," spiega Neubauer.

Ma anche se i compressori LENTO funzionano ottimamente a basse temperature, una grande parte dell'energia impiegata viene convertita in calore. Per evitare che questa venga dispersa, gli impianti sono dotati di un sistema di recupero del calore integrato di fabbrica. "Utilizziamo questo calore per riscaldare le sale bianche in inverno e per deumidificare in estate. Si tratta di circa 2.000 metri quadrati," entusiasma Neubauer. "In questo modo, eliminiamo il bisogno di calore a distanza, olio di riscaldamento e gas — e tutto ciò con un enorme fabbisogno energetico."

Acqua sempre fresca

Particolarmente impressionati da Röchling Medical è il principio dell'aria pulita, come viene applicato nelle macchine a iniezione d'acqua della serie LENTO. "L'aria compressa è più pulita rispetto all'aria fresca aspirata per la compressione, perché le impurità in essa contenute vengono efficacemente lavate dall'acqua di circolazione," spiega Herrmann. Questo è stato confermato da diversi istituti di ricerca indipendenti di prestigio, tra cui Fresenius. Inoltre, nel sistema LENTO è integrato un essiccatore a refrigerazione, che rappresenta una componente fondamentale del trattamento dell'acqua. "Il compressore viene riempito all'inizio con acqua di rete normale," descrive l'esperto di aria compressa. "Il condensato prodotto viene raccolto nel separatore di condensato dell'essiccatore a refrigerazione e restituito come acqua fresca nel ciclo di raffreddamento interno." In media, questa procedura permette di cambiare tutta l'acqua in un turno. L'impianto funziona sempre con acqua fresca. Si elimina così la necessità di un trattamento dell'acqua complesso. "L'acqua fresca così prodotta è priva di calcare e priva di virus, batteri o alghe. Può essere scaricata senza trattamento nelle fognature," afferma Herrmann. "Siamo nella Foresta di Turingia. A causa dei semi di pino, si formano particelle molto piccole che si depositano come una nebbiolina gialla. Se un compressore aspira queste sostanze organiche, può verificarsi un autoaccensione. Nei compressori LENTO, queste particelle vengono completamente lavate via."

Non di serie

Herrmann e il suo team presso Röchling hanno installato un sistema che non è affatto standard. In termini di sicurezza, è unico al mondo, afferma. "I compressori si spengono automaticamente, ad esempio, se i sensori rilevano condizioni ambientali alterate come aerosol residui di olio. Questi possono causare, ad esempio, camion con motore acceso nelle vicinanze della stazione di aria compressa."

"Se un compressore aspira questa aria, può compromettere una produzione sicura," dice Neubauer. In tal caso, l'aria compressa non viene immessa nella rete, ma in una camera di espansione — fino a quando i valori non tornano alla normalità. Inoltre, per ogni ciclo di manutenzione, KFA Drucklufttechnik mette a disposizione solo 1,2 litri di olio per la lubrificazione di ogni macchina. Nelle vecchie macchine a iniezione di olio, erano 80 litri ciascuna. Anche questo contribuisce a una sicurezza operativa molto superiore, come richiesto da ISO e FDA.

Jürgen Neubauer osserva i sensori. "Abbiamo un punto di rugiada di -50 a -60 gradi con le macchine e il relativo trattamento. Anche questo influisce positivamente sulla purezza dell'aria. Se si pensa che in un metro cubo di aria compressa ci siano circa tre milioni di particelle e che possiamo ridurre questa quantità fino a 200 a seconda delle dimensioni, è davvero impressionante," conclude.

Uwe Herrmann e il suo team sono sul posto a Neuhaus per interventi di manutenzione presso Röchling. "Il nostro intervento sulle macchine LENTO è necessario ogni 4.000 ore di funzionamento," dice. Ciò corrisponde a circa due ispezioni all'anno. Jürgen Neubauer è soddisfatto dell'impianto e del fatto di poter ricevere tutto da ALMiG e KFA Drucklufttechnik — incluso un servizio affidabile. "Il progetto non è stato certamente standard," afferma. Quando le nuove macchine sono state installate, non si poteva semplicemente spegnere i vecchi compressori. Per non interrompere la produzione, è stato necessario procedere passo dopo passo. Questo è possibile solo con un partner esperto," conclude. Oggi tutto funziona nel massimo della soddisfazione.