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Transport pneumatique : Knauf et Iss font confiance aux compresseurs à vis d'AERZEN
La révolution énergétique rendra l'industrie du gypse de plus en plus dépendante des gisements de pierre naturelle à l'avenir. L'ensemble du secteur est en plein bouleversement, car le gypse FGD produit dans les installations de désulfuration des centrales électriques au lignite est en voie d'extinction en raison de la fermeture de ces centrales. D'autre part, les applications possibles du gypse sont de plus en plus diversifiées, par exemple : les plaques de plâtre ignifuges ou hydrofuges, le plâtre, les chapes fluides et les plaques de plâtre fibrées ne sont que quelques-unes des applications dans le secteur de la construction. Aucune industrie ne peut plus se passer du gypse. Il est donc d'autant plus important pour les principaux fabricants, tels que Knauf, d'utiliser avec parcimonie les matières premières limitées.
La faim de gypse
À l'usine de Rottleberode, par exemple, Knauf réintègre dans le flux de matériaux les cassures de bords qui se produisent lors de la production de panneaux de fibres de gypse, de la même manière que la poussière lors du ponçage de surface. « Chaque miette de gypse est importante pour nous. C'est pourquoi les matières premières ne doivent plus être éliminées pendant la production », souligne André Materlik, directeur de l'usine. Son entreprise est la seule du Groupe Knauf à traiter exclusivement du gypse naturel provenant des carrières du sud de la région du Harz. Compte tenu de l'abandon de l'exploitation du lignite, les experts du secteur estiment que seules les entreprises qui développent et sécurisent les zones minières à long terme continueront d'exister – et la demande de gypse en Allemagne est déjà élevée, avec environ dix millions de tonnes par an. Selon André Materlik, environ 450 000 tonnes de produits finis quittent l'usine de Rottleberode chaque année, à raison d'une centaine de camions par jour.
Plâtre stuqué, cellulose fine provenant de vieux papiers et eau : c'est le mélange à partir duquel sont fabriqués les panneaux de fibres de gypse. ISS Schüttguttechnik GmbH de Wilnsdorf, dans la région du Siegerland, conçoit et construit des machines de moulage par soufflage pour alimenter les mélangeurs. ISS avait déjà fait du bon travail chez Knauf avant la construction de la nouvelle usine de panneaux de fibres, et avait réussi à maîtriser les problèmes liés au transport et au dosage de lignite pulvérisé. Le combustible développe la chaleur nécessaire à la calcination des pierres brutes. Au cours de ce processus, le gypse naturel perd une grande partie de sa teneur en eau cristallisée. « Pour des processus thermiques uniformes, le transport constant de lignite sans fluctuations de pression ou de volume est essentiel », explique le directeur de l'usine. Tout écart par rapport à la courbe idéale est perceptible et peut affecter la qualité du stuc, les dépôts dans le broyeur de calcination, les valeurs de CO dans le flux de gaz d'échappement ou la consommation d'énergie des compresseurs à vis. « Des processus uniformes nécessitent moins d'air », déclare Robert Partzsch, directeur général des ventes d'ISS, qui parle en connaissance de cause.
Sécurité des processus et rendement élevé
C'est pourquoi ISS a également mis tout son savoir-faire dans le développement d'une solution globale pour le transport d'enduit stuqué, qui a été conçue à Rottleberode en collaboration avec les planificateurs d'installations de Knauf Engineering GmbH. L'entreprise, sous l'égide de Knauf, a planifié l'ensemble du nouveau bâtiment à Iphofen et a également commandé la technologie de convoyage. L'accent a été mis sur la sécurité des processus, la longévité et l'efficacité énergétique. « Le rendement élevé est atteint grâce aux compresseurs à vis AERZEN », explique Robert Partzsch. En outre, la série Delta Screw est recommandée en raison de sa plage de pression, qui convient parfaitement au transport du stuc.
Il est important de savoir que, d'après l'expérience du directeur général d'ISS en matière de transport pneumatique de produits en vrac, de l'air comprimé de 5 à 6 bars est souvent généré en premier lieu pour alimenter un réservoir d'air. Cela permet d'obtenir une pression de fonctionnement souvent nettement inférieure. « Les tampons intermédiaires entraînent toujours des pertes d'énergie », souligne Thomas Koch, responsable de la mécanique technique de l'usine Knauf située dans le sud du Harz. L'effet Joule-Thomson en est la preuve. Chaque augmentation de pression de 100 millibars entraîne une hausse de la température de l'air comprimé de +10 degrés centigrades, en raison de la friction accrue des molécules. Les effets de cette connexion physique peuvent être limités si l'on renonce aux réservoirs d'air, comme c'est le cas chez Knauf. Cependant, comme l'énergie thermique ne peut pas être complètement évitée pendant le transport pneumatique, Knauf l'utilise en hiver avec récupération à des fins de chauffage.
Ne jamais gaspiller d'énergie
Étant donné qu'il est toujours préférable de ne pas utiliser l'électricité au départ, plutôt que de la restituer plus tard sous forme de chaleur, l'objectif doit être d'utiliser des compresseurs d'air comprimé à forte consommation d'énergie qui fournissent le débit volumique requis avec exactement la pression requise, sans stockage intermédiaire. « AERZEN est tout simplement le leader dans la gamme de 2 à 3,5 bars », note Robert Partzsch, avant d'ajouter : « Pourquoi devrais-je générer 6 bars alors que je n'en ai besoin que de 3 ? »
Les unités Delta Screw de type VM21 avec un moteur de 90 kW fournissent un débit volumique de 1 200 mètres cubes par heure. La pression maximale est de 3,5 bars. Les machines de la génération 5 de la série Delta Screw installées chez Knauf sont conçues par AERZEN comme des machines universelles, une grande attention étant alors accordée au rendement. Développés comme un système de construction modulable flexible, les différents groupes compresseurs peuvent être configurés de manière appropriée avec des moteurs de différentes performances et une large gamme d'accessoires. Les possibilités de réglage de la transmission poulies-courroies, par exemple, permettent d'ajuster avec précision le débit volumique, même à vitesse fixe, dans le but d'éviter une production excédentaire consommatrice d'énergie. Cette affirmation est étayée par la renonciation aux licenciements chez Knauf. Les compresseurs et les installations de transport fonctionnent de manière si fiable que l'on peut se passer d'une « technologie de secours » distincte. « L'usine est conçue pour une capacité de douze tonnes de gypse par heure », explique Thomas Koch. Si un groupe est retiré du réseau, une solution de dérivation temporairement commutée assure la fiabilité de l'alimentation. Et d’ajouter : « Cependant, notre installation prévoit généralement qu'un compresseur dessert toujours un système ».
Résultat
Dans le cadre de la construction de la nouvelle usine de panneaux de fibres de Knauf dans le sud du Harz, les systèmes de moulage par soufflage nouvellement installés pour le transport pneumatique du stuc mettent en évidence certains des éléments les plus importants pour minimiser la consommation d'énergie coûteuse. L'accent a été mis sur un rendement accru et une conception optimale sur le lieu d'exploitation. Knauf a un concept de système clair en ce qui concerne l'équipement de ses usines. « C'est la combinaison des connaissances scientifiques et techniques qui constitue la solution d'ISS. Ici, tout est comme il se doit », déclare le directeur de l'usine, André Materlik.