ZW-6/7 Stickstoffkompressor – Präzisions-Ölfreier N2-Booster für Prozessanwendungen im mittleren Druckbereich

Der ZW-6/7 ist ein zweistufiger, zweireihiger ölfreier Kolben-Stickstoffkompressor mit einer Fördermenge von 6 m³/min bei einem Förderdruck von 0,70 MPa. Er wurde für präzise Prozesssteuerung, die Stickstoffverdichtung im kleinen Maßstab (VPSA) und die industrielle Gasverteilung im mittleren Druckbereich entwickelt. Er zeichnet sich durch kontaminationsfreie Schmierstoffe, kompakte Bauweise und einen optimierten, zuverlässigen Dauerbetrieb aus.

Produktübersicht

Der ZW-6/7 Stickstoffkompressor ist ein präzisionsgefertigtes Mitglied unserer ölfreien Kolbenkompressorfamilie, speziell entwickelt für Anwendungen, die sowohl kompakte Abmessungen als auch einen hohen Förderdruck erfordern. Mit einer Nennleistung von 6 m³/min und einem Auslassdruck von 0,70 MPaDieses Gerät nimmt eine einzigartige Nische zwischen kleinen Laborkompressoren und großen industriellen Boostern ein und dient der Prozessindustrie, die Stickstoff unter mittlerem Druck in moderaten Durchflussmengen benötigt.

Im Gegensatz zu herkömmlichen, geschmierten Kompressoren, die aufwendige nachgeschaltete Reinigungsanlagen erfordern, arbeitet der ZW-6/7 mit einem vollständig ölfreies KompressionsprinzipDie Kolbenringe und Führungsringe aus PTFE-Verbundmaterial funktionieren ohne Kohlenwasserstoffschmierstoffe und gewährleisten so, dass der Stickstoffstrom die Zertifizierung der Ölgehaltsklasse 0 gemäß ISO 8573-1 einhält. Diese inhärente Reinheit ist unerlässlich für die Inertisierung pharmazeutischer Prozesse, die Kontrolle der Lötatmosphäre in der Elektronik und die Präzisionssynthese, wo selbst geringste Ölverunreinigungen die Produktintegrität beeinträchtigen können.

Der zweistufig, zweireihig (二列二级) Die Architektur verteilt die Kompressionsarbeit auf zwei Zylinderpaare, wobei ein Zwischenkühler die Gastemperaturen innerhalb sicherer thermischer Grenzen hält. Trotz ihrer bescheidenen Kapazität von 6 m³/min erreicht die ZW-6/7 durch optimierte thermodynamische Stufenaufteilung einen Auslassdruck von 0,70 MPa – und bietet damit die Druckleistung größerer Anlagen auf einer Stellfläche von nur wenigen Quadratmetern. 720 × 763 × 1475 mm und ein Gewicht von 0,80 Tonnen.

Technische Daten – ZW-6/7

* Alle Spezifikationen beziehen sich auf Standardreferenzbedingungen (ISO 1217, Anhang C). Die tatsächliche Leistung kann je nach Standorthöhe, Umgebungstemperatur und Einlassbedingungen variieren.

Hauptmerkmale und technische Vorteile

1. Ultrakompaktes vertikales Design

Der ZW-6/7 erzielt eine außergewöhnliche Raumeffizienz durch ein vertikal ausgerichtetes Kurbelgehäuse das die Längsausdehnung minimiert und gleichzeitig den vollen Wartungszugang gewährleistet. 720 × 763 × 1475 mmDas Gerät benötigt weniger als 0,55 m² Stellfläche – vergleichbar mit einem Standard-Schreibtisch. Dank dieser kompakten Bauweise eignet sich die ZW-6/7 ideal für den Einsatz in beengten Technikräumen, Containeranlagen, mobilen Stickstoffversorgungsanhängern und für Nachrüstungen, bei denen in bestehenden Maschinenräumen kein Platz für größere Geräte vorhanden ist. Mit einem Gewicht von 0,80 Tonnen lässt sie sich mit einem handelsüblichen Hubwagen oder einer manuellen Hebebühne positionieren, sodass keine Kräne oder Gabelstapler benötigt werden.

2. Fortschrittliches ölfreies PTFE-Dichtungssystem

Der ZW-6/7 verwendet einen selbstschmierende Kolbenring- und Führungsbandbaugruppe Hergestellt aus hochdichtem PTFE-Verbundwerkstoff, verstärkt mit Glasfasern und Bronze-Mikropartikeln. Diese Materialmatrix erreicht ohne Kohlenwasserstoffschmierstoff einen dynamischen Reibungskoeffizienten unter 0,08 und liefert Ölgehalt gemäß ISO 8573-1 Klasse 0 Die Zertifizierung erfolgt direkt am Kompressorausgang. Für Prozessindustrien, in denen Stickstoffreinheit unerlässlich ist – wie beispielsweise die pharmazeutische Sterilproduktion, die Herstellung von Elektronikwafern und die Lebensmittelverpackung – eliminiert diese natürliche Ölfreiheit die Investitionskosten, den Energieaufwand und die Wartungsbelastung durch nachgeschaltete Koaleszenzfilter, Aktivkohle-Adsorber und Ölüberwachungsinstrumente.

3. Zweistufige thermodynamische Optimierung für 0,70 MPa

Der zweistufige, zweizeilige Kompressionsarchitektur Die Anlage ist speziell für den Zieldruck von 0,70 MPa optimiert. Der erste Zylinder komprimiert Stickstoff vom Saugdruck auf einen Zwischendruck. Anschließend senkt ein Rohrbündelkühler die Gastemperatur, bevor die Kompression in der zweiten Stufe auf den endgültigen Auslassdruck erfolgt. Dieses gestaffelte Verfahren begrenzt das Druckverhältnis pro Zylinder auf ca. 2,6:1, hält die Auslasstemperaturen unter 145 °C und verhindert die thermische Zersetzung der PTFE-Dichtungselemente. Die zweireihige Anordnung der gegenüberliegenden Zylinder sorgt für einen inhärenten Kräfteausgleich erster Ordnung und reduziert die Schwingungsübertragung auf das Fundament um über 801 TP3T im Vergleich zu einreihigen Anlagen gleicher Kapazität.

4. Effizienter 45-kW-380-V-Direktantrieb

Der ZW-6/7 wird angetrieben von einem 45 kW, 380 V, 50 Hz Drehstrom-Induktionsmotor Das System entspricht den Premium-Effizienzstandards IEC 60034-1 IE3. Die Standardkonfiguration mit 380 V lässt sich direkt in herkömmliche industrielle Schaltschränke integrieren, ohne dass Mittelspannungsinfrastruktur, spezielle Schaltanlagen oder Abwärtstransformatoren erforderlich sind. Diese elektrische Einfachheit ist besonders vorteilhaft für kleine und mittlere Unternehmen, die von Flaschenstickstoff- oder Membrangeneratoren auf Vor-Ort-Kompression umsteigen, da sie die Kosten für die elektrische Installation und den Aufwand bei der Inbetriebnahme minimiert. Der Motor ist über eine flexible Scheibenkupplung direkt mit der Kurbelwelle verbunden, wodurch Wartungs- und Ausrichtungsprobleme durch Riemen entfallen.

Anwendungsszenarien

VPSA-Stickstoff-Boosterstationen im kleinen Maßstab

Für kompakte VPSA-Stickstoffgeneratoren, die 500–1.500 Nm³/h Stickstoff mit einer Reinheit von 99,5–99,91 TP3T bei nahezu atmosphärischem Druck erzeugen, dient der ZW-6/7 als idealer Booster-BegleiterDie Förderleistung von 6 m³/min entspricht der Leistung kleiner bis mittelgroßer VPSA-Anlagen, während der Förderdruck von 0,70 MPa für die Verteilung an mehrere Entnahmestellen innerhalb einer Anlage ausreichend Förderhöhe bietet. ZW-6/7 Stickstoffbooster Das System kann neben dem VPSA-Generator auf einem Rahmen montiert werden und bildet so ein vollständig integriertes Stickstoffversorgungssystem vor Ort mit einer Gesamtfläche von unter 15 m². Der ölfreie Kompressionsweg ist unerlässlich, da jegliche Kohlenwasserstoffverunreinigung das Kohlenstoffmolekularsieb-Adsorptionsmittel irreversibel vergiften, die Trenneffizienz mindern und einen kostspieligen Adsorptionsmittelaustausch erforderlich machen würde.

Pharmazeutische Prozessinertisierung & Sterilherstellung

Pharmazeutische Produktionsanlagen benötigen Stickstoff für Reaktorinertisierung, Förderung von sterilem Pulver, Spülung des Flaschenhalsraums und Kontrolle der Atmosphäre in der GefriertrocknungskammerDer Auslassdruck der ZW-6/7 von 0,70 MPa eignet sich ideal für die Versorgung von Mitteldruck-Stickstoffverteilern mit mehreren Prozessanlagen. Die ölfreie Zertifizierung gewährleistet die Einhaltung von FDA 21 CFR 211 (Current Good Manufacturing Practice) und EU GMP Annex 1 (Herstellung steriler Arzneimittel). Dank ihrer kompakten Abmessungen lässt sie sich in bestehende Versorgungskorridore der pharmazeutischen Industrie integrieren, ohne Reinraumlayouts zu beeinträchtigen oder bauliche Veränderungen zu erfordern.

Elektronikmontage & Halbleiterunterstützung

In der Elektronikfertigung wird Stickstoff eingesetzt für Atmosphärenkontrolle beim Reflow-Löten, Inertisierung beim Wellenlöten, Lagerung in Trockenschränken und Komponentenverpackung auf Gurt und RolleDie ZW-6/7 mit einer Kapazität von 6 m³/min kann mehrere Lötlinien und Lagerschränke in einer mittelgroßen Elektronikfertigungsanlage gleichzeitig versorgen. Die ölfreie Konstruktion ist in diesem Bereich absolut entscheidend, da selbst geringste Ölverunreinigungen im Sub-ppm-Bereich Lötstellenfehler, Ablösungen von Schutzlackierungen und die Kontamination optischer Sensoren oder Kameramodule verursachen können. Der Druck von 0,70 MPa gewährleistet eine ausreichende Förderhöhe für die Stickstoffverteilung durch Standard-Polyethylen- oder Kupferrohrnetze mit einer Länge von bis zu 500 Metern.

Präzisionschemische Synthese & Katalysatorschutz

Hersteller von Spezialchemikalien und Katalysatoren verwenden Stickstoff für Reaktorabdeckung, Katalysatorbettkonservierung, Lösungsmittelentgasung und Produkttransfer unter InertgasatmosphäreDer Auslassdruck der ZW-6/7 von 0,70 MPa ist ausreichend für den Drucktransfer empfindlicher Chemikalien zwischen Prozessbehältern und zur Aufrechterhaltung eines positiven Drucks in Katalysatorsilos. Die ölfreie Kompression gewährleistet, dass keine Kohlenwasserstoffverunreinigungen in den Prozessstrom gelangen. Dies ist besonders wichtig für die Katalysatorherstellung, da Spuren von Öl aktive Zentren vergiften und die katalytische Effizienz um 15–301 TP3T reduzieren können.

Material & Konstruktion

Die ZW-6/7 wird aus Materialien gefertigt, die sorgfältig hinsichtlich Stickstoffverträglichkeit, Korrosionsbeständigkeit und kompakter struktureller Integrität ausgewählt wurden:

Alle drucktragenden Bauteile sind gemäß den geltenden Normen konstruiert und gefertigt. ASME BPVC Abschnitt VIII Division 1 oder nach chinesischem GB 150-Standard. Schweißverbindungen werden einer Röntgenprüfung (RT) nach 100% unterzogen, und jeder Druckbehälter wird hydrostatisch mit dem 1,5-fachen des maximal zulässigen Betriebsdrucks (MAWP) für eine Haltezeit von mindestens 30 Minuten geprüft. Der kompakte Ladeluftkühler ist speziell auf den Durchfluss und das Druckverhältnis des ZW-6/7 ausgelegt, wobei die Strömungsgeschwindigkeiten auf der Rohrseite für eine optimale Wärmeübertragung ohne übermäßigen Druckverlust optimiert sind.

Installations- und Wartungsrichtlinien

Fundament- und Raumanforderungen

Der ZW-6/7 wiegt nur 0,80 Tonnen und zeichnet sich dank seiner vertikalen Bauweise durch einen bemerkenswert niedrigen Schwerpunkt aus. Stahlbetonplatte von 1,5–2,0 Tonnen Für einen stabilen Betrieb ist die Montage auf elastischen Schwingungsdämpfern (Eigenfrequenz 10–15 Hz) ausreichend. Die zweireihige Gegenzylinderkonstruktion kompensiert Trägheitskräfte erster Ordnung und minimiert so die Schwingungsübertragung auf empfindliche Geräte wie Analysenwaagen oder optische Instrumente. Erforderliche Freiräume: 0,6 m auf der Nichtantriebsseite für den Zugang zum Ventil, 0,5 m auf der Antriebsseite für die Motorwartung und 1,0 m nach oben zum Anheben des Motors oder des Kompressorkopfes.

Kühlwasserspezifikationen

Der Kühlwasserbedarf beträgt ungefähr 8 m³/h Die Einlasstemperatur darf 32 °C nicht überschreiten. Der kompakte Zwischenkühler und die Zylindermäntel teilen sich einen gemeinsamen Kühlwasserkreislauf. Zulässige Wasserqualität: pH-Wert 6,5–8,5, Gesamthärte < 250 mg/l als CaCO₃, Chlorid < 50 mg/l, Schwebstoffe < 20 mg/l. Für Anlagen ohne kommunale Wasserversorgung genügt ein kleines, geschlossenes Kühlsystem mit einem 0,5 m³ großen Pufferspeicher und einem kompakten Luftkühler.

Wartungsplan

Die ölfreie Bauweise des ZW-6/7 eliminiert sämtliche Wartungsarbeiten im Zusammenhang mit Schmierstoffen. Es sind keine Ölwechsel zu planen, keine Verträge mit Ölanalyselaboren abzuschließen, keine Filterelemente zu lagern und keine Ölabscheiderpatronen zu überwachen. Die einzigen regelmäßig zu verbrauchenden Materialien sind die PTFE-Kolbenringe und -ZündbänderDiese erreichen typischerweise eine Lebensdauer von 4.000 bis 6.000 Betriebsstunden unter sauberen Stickstoffbedingungen. Für eine Anlage mit 6.000 Betriebsstunden pro Jahr bedeutet dies eine einzige planmäßige Wartung pro Jahr.

Konformitäts- und Sicherheitszertifizierungen

Der Stickstoffkompressor ZW-6/7 erfüllt oder übertrifft die folgenden internationalen Normen und regulatorischen Rahmenbedingungen:

Leistungs- und Effizienzanalyse

Der ZW-6/7 erreicht eine spezifischer Stromverbrauch von ca. 7,50 kW pro m³/min Die Stickstofffördermenge wird mit einem Auslassdruck von 0,70 MPa gefördert. Obwohl diese spezifische Leistung aufgrund des geringeren Wirkungsgrads kleinerer Kompressoren höher ist als bei unseren größeren Modellen der LW-Serie, bleibt sie im Segment der ölfreien Kolbenkompressoren unter 10 m³/min wettbewerbsfähig. Zum Vergleich: Ölgeschmierte Schraubenkompressoren in diesem Leistungsbereich verbrauchen typischerweise 8,0–9,0 kW/m³/min, und Membrankompressoren (die häufig für ölfreie Anwendungen eingesetzt werden) können 11 kW/m³/min überschreiten.

Bei einem jährlichen Betriebsumfang von 6.000 Stunden ergibt sich durch den Effizienzvorteil des ZW-6/7 gegenüber weniger effizienten Alternativen ein Betrag von ca. Energieeinsparung von 18.000–36.000 kWh pro Jahr. Bei $0,08/kWh entspricht dies einer jährlichen Stromkostenreduktion von $1.440–$2.880. Die wichtigste wirtschaftliche Begründung für die Wahl von ZW-6/7 in den meisten Anwendungen ist jedoch die Eliminierung von ölbezogenen Verbrauchsmaterialien und nachgelagerter Reinigungsinfrastruktur und nicht nur geringfügige Energieeinsparungen.

Der Gesamtbetriebskosten für die Stickstoffkompression Bei kleinen bis mittleren Anwendungen werden die Kosten primär durch Wartungsaufwand, Verbrauchsmaterialien und Kapitalabschreibung und weniger durch Energieaufwand bestimmt. Die ölfreie Konstruktion des ZW-6/7 macht Ölwechsel (300–600 £/Jahr), Filterwechsel (150–300 £/Jahr), Wechsel der Separatorpatrone (400–800 £/Jahr) und Ölanalysen (100–200 £/Jahr) überflüssig und führt so zu jährlichen Einsparungen von 950–1.900 £ bei den Verbrauchsmaterialien im Vergleich zu geschmierten Alternativen. Darüber hinaus entfallen durch den Wegfall nachgeschalteter Ölentfernungsanlagen (Koaleszenzfilter, Aktivkohle-Adsorber, Ölmonitore) Investitionskosten von 8.000–15.000 £ und damit verbundene Energiekosten von 3–51 £ Kompressorleistung.

Anpassungs- und OEM-Fähigkeiten

Wir bieten umfangreiche Anpassungsmöglichkeiten, um die ZW-6/7 an spezifische Installationsbedingungen, Prozessanforderungen und Endbenutzerpräferenzen anzupassen:

• Kompakte Skid-Pakete: Vormontierter Kompressor, Motor, Ladeluftkühler und Schaltschrank auf einem Stahlrahmen mit Gabelstapleraufnahmen. Reduziert die Installation vor Ort auf den elektrischen Anschluss und den Kühlwasseranschluss – in der Regel innerhalb eines Arbeitstages abgeschlossen.
• Mobile Anhängersysteme: Das ZW-6/7 kann auf einem straßenzugelassenen Anhänger mit integriertem Dieselgenerator, geschlossenem Kühlkreislauf und Stickstoffbehälter montiert werden, wodurch eine vollständig mobile Stickstoffversorgungseinheit für Baustellen, die Spülung von Rohrleitungen und Notfalleinsätze entsteht.
• Intelligente Steuerungssysteme: Optionale Siemens LOGO! oder S7-1200 SPS mit 7-Zoll-HMI-Touchscreen, Ethernet-Anschluss, SMS-/E-Mail-Alarmbenachrichtigungen und Modbus TCP/IP-Kompatibilität für die SCADA-Integration. Die automatische Last-/Entladeregelung optimiert den Energieverbrauch bei schwankendem Bedarf.
• Akustische Gehäuse: Kompakte, nach IP54 zertifizierte Schallschutzkabine, die die Geräuschemission in 1 Meter Entfernung von 80 dB(A) auf 65 dB(A) reduziert und sich für die Installation in geräuschempfindlichen Innenräumen wie Laboren, Reinräumen und angrenzenden Büroräumen eignet.
• OEM- und Private-Label-Programme: Individuelle Lackfarben, Marken-Namensschilder, lokalisierte Dokumentation und regionsspezifische elektrische Zertifizierungen für Gasgerätehändler und Systemintegratoren.

Kundenspezifische Konfigurationen sind erhältlich bei Mindestbestellmenge: 1 StückTechnische Angebote werden üblicherweise innerhalb von 3–5 Werktagen erstellt. Die Standardlieferzeit beträgt 10–12 Wochen ab Auftragsbestätigung; für qualifizierte Projekte ist eine Expresslieferung innerhalb von 8 Wochen möglich.

Fallstudie: Modernisierung der Stickstoffversorgung in der pharmazeutischen Sterilfertigung

Kunde: Ein Hersteller steriler injizierbarer Arzneimittel in Thailand

Herausforderung: Die Anlage nutzte einen ölgeschmierten Stickstoffkompressor (5 Jahre alte europäische Marke) zur Reaktorinertisierung und Spülung des Flaschenkopfraums. Bei einer routinemäßigen Inspektion vor der FDA-Zulassung wurde eine Ölverunreinigung von 1,5 mg/m³ in der Stickstoffzufuhr zur aseptischen Abfüllanlage festgestellt. Dieser Befund führte zu einem Warnschreiben und erforderte sofortige Korrekturmaßnahmen, darunter einen Produktionsstopp, der durch Chargenverluste und eine verzögerte Produkteinführung Kosten in Höhe von ca. 1.400.000 USD verursachte.

Lösung: Wir lieferten eine ZW-6/7 ölfreier Stickstoffkompressor Als direkter Ersatz wurde die Anlage auf einem kompakten Rahmen mit integriertem Nachkühler und Siemens LOGO! SPS-Steuerung montiert. Der Rahmen wurde so konstruiert, dass er ohne bauliche Veränderungen in den vorhandenen Technikraum (2,5 m × 1,5 m Grundfläche) passt. Ein 0,5 m³ großer Stickstoffbehälter dient zur Dämpfung von Druckschwankungen bei schnellem Ventilschalten in der Abfüllanlage.

Ergebnisse nach 12 Monaten:

• Stickstoffgehalt des Öls: Reduzierung von 1,5 mg/m³ auf <0,01 mg/m³, Erreichen der ISO 8573-1 Klasse 0 und Erfüllung der FDA-Anforderungen
• Ergebnis der FDA-Inspektion: Keine Ergebnisse im Zusammenhang mit der Stickstoffqualität bei der anschließenden Nachkontrolle
• Wartungsaufwand: Reduziert um 60%—Eliminierung von Ölwechseln, Filterwechseln und Separatorüberholungen
• Ungeplante Ausfallzeiten: Null Ereignisse in 12 Monaten ununterbrochenem Betrieb
• Produktionsausfallrisiko: Ausgeschieden—keine weiteren produktionsbedingten Unterbrechungen aufgrund von Stickstoffqualität

„Der Kompressor ZW-6/7 löste unser Compliance-Problem über Nacht. Der FDA-Inspektor hob in seinem Bericht ausdrücklich die ölfreie Zertifizierung hervor, und seit der Installation hatten wir keinerlei Probleme mehr mit der Stickstoffqualität. Die kompakte Größe war ein zusätzlicher Vorteil – wir mussten unseren Technikraum nicht vergrößern.“ — Leiter Qualitätssicherung, Pharmahersteller

Häufig gestellte Fragen & Auswahlhilfe

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