Der Zugang ins Herz der Kaffeeforschung von Nestlé in Orbe gleicht einer Einladung ins Labyrinth. Unzählige Leitungen, Maschinen und Schalttafeln sind in der kleinen Produktionshalle des Nestlé Production Technology Centers (PTC) in Orbe verbaut worden. Man glaubt, sich im Innersten eines Raumschiffs verirrt zu haben.
Der Ursprung aller Nespresso-Kapseln
In dieser Testfabrik des PTC tüftelten Entwickler an den Details der Nespresso-Kapseln, bevor diese im industriellen Massstab erstmals produziert wurden. Ebenso optimiert man in diesen Hallen über Jahrzehnte das Gefriertrocknungsverfahren für Röstkaffee; ohne dieses ständige Bemühen um Verbesserungen wäre der weltweit unerlässliche Frühstücksbegleiter Nescafé nie eine Milliarden-schwere-Marke geworden. Erfolgreiche Produktinnovationen sind kaum durchsetzbar, ohne dass ein Unternehmen die Bereitschaft zeigt, auch in neue Prozesstechnologien zu investieren. Hierbei ist Nestlé auf das technische Know-how zahlreicher Partner angewiesen.
Kühlenergie sparen im Fokus
Nestlé Schweiz engagiert sich zudem für eine ressourceneffiziente Wirtschaft und ist konkrete Verpflichtungen zur laufenden Verbesserung der Umweltbilanz (z. B. Emissionen, Wasserverbrauch) eingegangen. Was man oft unterschätzt: In der Lebensmittelindustrie braucht es nicht nur Prozesswärme, sondern es muss beständig gekühlt werden – möglichst energieeffizient. Nicht nur das Kühllagern oder schnelles Gefrieren von Lebensmitteln benötigt viel Energie, sondern auch die Kühlung elektrischer Steuerungen. Um eine konstante Temperatur in einem Elektroschaltschrank zu gewährleisten, muss fortwährend Wärme abgeführt werden. Rittal trat ans Nestlé PTC heran mit dem Vorschlag, einen Vergleichstest zwischen einem herkömmlichen Kühlgerät «Blue e»-Standard und einem Gerät der jüngsten Generation Blue e+ durchzuführen. Beide sind auf je zwei identischen Rittal-Schaltschränken aufmontiert, die bereits im Werk des Kunden in Betrieb waren. Rittal offeriert für die Testperiode nicht nur das neue Klimagerät, sondern stellt auch die Messprotokolle und die Messgeräte während eines Jahres zur Verfügung.
Unabhängige, objektive Messungen
Philippe Daengeli, Produkt Manager und Spezialist im Bereich Cooling bei Rittal, der auf Kundenbesuch bei Nestlé weilt, sagt: «Wir lassen den Stromverbrauch in kWh und die Betriebstemperaturen der beiden Geräte im Test von externen Geräten aufzeichnen. Der Kunde soll einer unabhängigen Messung vertrauen.» Schon jetzt ist klar, dass das «Blue e+»- Prinzip die Energieeffizienz des Kühlens massiv verbessert. «Aufgrund der bisherigen Resultate erwarten wir, dass der Stromverbrauch während der Testphase etwa 72% gegenüber dem älteren «Blue e»-Standardgerät niedriger ausfallen wird», so Daengeli.
Aussentemperatur muss unterhalb der Innentemperatur liegen
Mit der neuesten Generation der Wandanbaukühlgeräte Blue e+ macht die Schrankkühlung einen Quantensprung nach vorne. Rittal ist es gelungen, zwei Up-to-date-Technologien der Wärmeübertragung im Gerät zur Wirkung zu bringen. Erstens sorgt ein drehzahlgesteuerter Kompressor für die optimale Kälteleistung. Zweitens ist eine «Heat Pipe» eingebaut – ein Wärmerohr, dass man sich als hermetisch gekapseltes Volumen vorstellen muss. Das mit Kapillaren durchsetzte Rohr ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, welche das Volumen in flüssigem wie im dampfförmigen Zustand ausfüllt. Auf der einen Stelle des Rohrs wird Wärme – aus dem Innenraum des Schaltschranks – an die Flüssigkeit übertragen, die sogleich verdampft. Dadurch entsteht im Innern des Rohrs ein Druckgefälle, so dass der entstandene Dampf zur Stelle mit niedrigerer Temperatur strömt, wo dieser kondensiert. Die zuvor aufgenommene latente Wärme wird dort an die Umgebung abgegeben. Dieses Prinzip kann allerdings nur dann funktionieren, wenn die Aussentemperatur (ausserhalb des Schaltschranks) niedriger ist als die Innentemperatur. Der jährliche Temperaturverlauf in Werkshallen beschreibt typischerweise einen Bogen; im Winter sind an gewissen Tagen Umgebungstemperaturen von weniger als 19 bis 20 °C zu erwarten, im Hochsommer können diese tagelang 35 °C übersteigen. «In unseren Breitengraden ist es häufig der Fall, dass dank des Temperaturgefälles das Kühlgerät ohne Kompressor seinen Dienst tun wird», so Daengeli. «Mit der Heat Pipe kühlen wir quasi gratis, ohne fremdes Zutun.»
Drei verschiedene Regelmodi
Folgende drei Regelmodi sorgen für eine konstante Temperatur im Schaltschrank:
- Heat-Pipe-Modus
- Hybrid-Modus – Heat Pipe und Kompressor
- Kältekreislauf-Modus – falls die Aussentemperatur höher als die Innentemperatur im Gehäuse ist
Das Gerät bietet zudem digitale Schnittstellen. Damit lassen sich Daten auslesen und Störmeldungen auf das Smartphone übermitteln.
Autonomes Kühlgerät bietet Vorteile
Das innovative «Blue e+»-Prinzip macht die enormen Fortschritte in der Kühltechnik offensichtlich. Allerdings lassen manche Lebensmittelbetriebe mit Luft/Wasser-Wärmetauschern kühlen. Diese ältere, aber bewährte Methode der Wärmeübertragung wird häufig verwendet, da viele wärmeproduzierende Maschinen an ein Wasserleitungsnetz des Werks angeschlossen sind. Zudem bereitet das Reinigen, mit Hochdruckreinigern, solcher Anlagen keine Probleme. Ein autonom funktionierendes Kühlgerät hat aber gegenüber konventionellen Wärmetauschern zwei Vorteile: Fällt das Gerät einmal aus, wird die Kühlung weiterer Schaltschränke oder andere Maschinen nicht tangiert. Zudem muss das bestehende Wassernetz nicht ständig an eine neue Wärmequelle herangeführt und angepasst werden, damit die Kühlleistung des ganzen Systems noch stimmt.
Partnerschaften sind Erfolgsgaranten
Philippe Demarque, der langjährige Projektleiter im PTC Orbe, überlegte nicht lange, wie er die Anfrage von Rittal für den Vergleichstest beantworten soll: «Als Forschungszentrum haben wir die Aufgabe, konzernweit die Messlatte für neue Technologien zu setzen.» Das PTC Orbe pflegt deshalb gute Beziehungen zu spezialisierten Unternehmen, die immer das Neueste in der Temperatursensorik, in der Durchflussmesstechnik oder eben bei der Kühlung von Schaltschränken bieten können. Demarque schätzt die vertrauensvolle Partnerschaft mit Rittal, das sich im PTC einen Ruf als Innovator erwerben konnte: «Wir sind immer motiviert, echten Innovationen zum Durchbruch zu verhelfen.»
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