In materia di purezza insuperabile

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

Vengono utilizzate procedure come la formatura a sbuffo. (Immagine: ALMiG Kompressoren GmbH)

Garantito non di serie: La stazione di aria compressa di ALMiG soddisfa requisiti molto particolari per un'aria compressa pulita. (Immagine: ALMiG Kompressoren GmbH)

Il controllo ALMiG Air Control HE regola i compressori in modo dipendente dal consumo in modo collegato. In questo modo è possibile sfruttare appieno i vantaggi energetici della regolazione della velocità. (Immagine: ALMiG Kompressoren GmbH)

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

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 a soffiaggio tramite estrusione. In questo procedimento, un'aria compressa priva di olio e microbi svolge un ruolo decisivo per raggiungere la qualità richiesta. Viene utilizzata una stazione di aria compressa con attualmente sette compressori a vite con iniezione d'acqua della serie LENTO 110 di ALMiG, che dovrebbero essere unici in termini di sicurezza. È prevista un'espansione della stazione.

"Produciamo imballaggi primari per prodotti farmaceutici in condizioni di camera bianca all'avanguardia, nella classe 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 camere bianche nel 2017. Dovevamo ampliare le capacità produttive sul sito per prepararci alla crescita futura", dice lui. Nel 2016, il gruppo Röchling aveva ampliato i suoi due settori aziendali, Industrial e Automotive, con la divisione Medicina. Sono emersi rapidamente vari grandi progetti. L'azienda ha reagito.

Circa la metà delle merci esportate da Röchling Medical all'estero include chiusure, bicchieri dosatori, gocce e beccucci con diverse possibilità di dosaggio, oltre a vari contenitori: "Possiamo produrre fialette con capacità di due millilitri e tutte le dimensioni fino a taniche da dieci litri o anche più grandi", racconta Neubauer e indica le macchine che producono prodotti in classe di camere bianche GMP "C". Per realizzare i corpi cavi, utilizziamo tra l'altro la formatura a soffiaggio multistrato." In questo procedimento, il plastico viene fuso e pressato attraverso un ugello. Si forma un preformato tubolare che viene trasferito nello stampo a soffiaggio pronto. Con una pressione aumentata, questo si adatta alle contorni interni della forma. 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 particolarmente elevati sulla purezza dell'aria compressa.

Aria compressa priva di olio e microbi

Fino alla costruzione del nuovo edificio nel 2017, Röchling Medical utilizzava compressori con iniezione d'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 di post-trattamento e filtro a carbone attivo. "Tuttavia, con le macchine a iniezione d'olio, c'è 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, consentendo un funzionamento più sicuro e più efficiente dal punto di vista energetico."

Le responsabili hanno valutato vari concetti di diversi fornitori. Alla fine, hanno scelto i compressori ALMiG GmbH, provenienti da Köngen, vicino a Stoccarda, con le loro macchine a iniezione d'acqua della serie LENTO. "Siamo rimasti colpiti dal 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 e servizi, 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 così 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. Per farlo, vengono sostituiti miratamente i compressori fino a ottenere il risultato energetico ottimale per il cliente. Le misurazioni sono state effettuate sia in condizioni di carico ridotto che a pieno carico. Dopo un'analisi approfondita, l'esperto ha raccomandato di mettere a disposizione i compressori a vite con iniezione d'acqua LENTO 110 di ALMiG, con un volume di 16 metri cubi al minuto a una pressione di 10 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 dismessi.

Bassa velocità, lunga durata

I sistemi LENTO presentano costi di manutenzione notevolmente inferiori rispetto ad altre tecnologie, come i compressori a vite a secco. "Questo è principalmente dovuto alla loro struttura semplice", spiega l'esperto ALMiG Herrmann. "Le stadi di compressione nei compressori a vite con iniezione d'acqua operano a quattro o cinque volte meno giri rispetto alla variante a secco. Questo influisce positivamente sulla durata dei cuscinetti e 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°C. Il processo è vicino alla compressione isoterma, il che garantisce un miglior rendimento e una maggiore efficienza economica", spiega Herrmann.

Particolarmente convincente è stato il controllo della velocità. Questo permette all'impianto di rispondere alle variazioni di domanda di aria compressa. I compressori producono sempre la quantità di aria necessaria, consumando solo l'energia corrispondente. In modalità di stand-by, i compressori standard senza regolazione di velocità consumano circa il 25-40% dell'energia richiesta a pieno carico, senza produrre aria compressa. La regolazione di carico e stand-by di un compressore standard, combinata con una domanda di aria variabile, causa costosi periodi di inattività. Utilizzando compressori a vite di pari dimensione, è possibile mantenere un utilizzo uniforme delle apparecchiature 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 funzione rotativa, sempre cinque contemporaneamente. Poiché operano nel range di velocità ottimale, sia il consumo energetico sia 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, come il comportamento di funzionamento degli ultimi giorni o settimane di attività, il livello di utilizzo dei compressori e i tempi di manutenzione previsti. Inoltre, il sistema registra il volume di aria consumata e il consumo energetico. "Se notiamo un cambiamento significativo nel comportamento di funzionamento, riceviamo un allarme e possiamo reagire immediatamente", spiega Neubauer.

Ma anche se i compressori LENTO funzionano in modo ottimale a basse temperature, una grande parte dell'energia impiegata viene convertita in calore. Per evitare che venga dispersa, gli impianti sono dotati di un sistema di recupero del calore integrato di serie. "Utilizziamo questo calore per riscaldare le nostre camere bianche in inverno e per deumidificare in estate. Si tratta di circa 2.000 metri quadrati", entusiasma Neubauer, esperto di Röchling. "In questo modo si eliminano sia il calore di rete, il gasolio per riscaldamento sia il gas, e tutto questo con un enorme fabbisogno energetico."

Acqua sempre fresca

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

Non su misura, ma personalizzato

Herrmann e il suo team di Röchling hanno installato un impianto che non è affatto standard. In termini di sicurezza, è unico al mondo, afferma. "I compressori si spengono automaticamente, ad esempio, se i sistemi di misurazione rilevano condizioni ambientali alterate, come i residui di aerosol di olio. Questi possono causare, ad esempio, camion con motore acceso nelle vicinanze della stazione di aria compressa." Neubauer spiega: "Se un compressore aspira questa aria, potrebbe compromettere la produzione in modo sicuro." In tal caso, l'aria compressa non viene immessa nella rete, ma indirizzata in una camera di espansione, finché i valori non tornano alla normalità. Inoltre, per ogni ciclo di manutenzione, KFA Drucklufttechnik fornisce solo 1,2 litri di olio per la lubrificazione di ciascun compressore, rispetto ai 80 litri delle vecchie unità a iniezione d'olio. Questo aumenta notevolmente la sicurezza operativa, come richiesto da ISO e FDA. Neubauer osserva i sistemi di misurazione: "Abbiamo un punto di rugiada di -50 a -60°C con le macchine e il trattamento associato, il che influisce positivamente sulla purezza dell'aria. Considerando che in un metro cubo di aria compressa ci sono circa tre milioni di particelle e che possiamo ridurre questa quantità fino a 200 a seconda della dimensione, è davvero impressionante."

Uwe Herrmann e il suo team sono sul posto a Neuhaus per le operazioni di manutenzione presso Röchling. "La nostra visita alle macchine LENTO è necessaria solo ogni 4.000 ore di funzionamento", dice lui. Ciò corrisponde a circa due ispezioni all'anno. 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 potevamo 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.