Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
In der Bundesrepublik Deutschland fallen pro Jahr \u00fcber 34.000 Tonnen gebrauchter Schmierfette an. Bei einem Gro\u00dfteil dieser Schmierfette ist davon auszugehen, dass sie oder ein wesentlicher Teil der enthaltenen Komponenten wiederverwertet werden k\u00f6nnten. Die Reinigung l\u00e4sst sich jedoch nicht in der konsistenten Fettphase erreichen, sondern erst nach der Zerlegung in die Grundkomponenten Grund\u00f6l und Eindicker. Dieses sind die Hauptkomponenten der meisten Schmierfette. Es dominiert das Grund\u00f6l mit 75 – 95 %, als Eindicker werden Seifen im Umfang von 4 – 20 % eingesetzt. Hinzu kommen 1 – 5 Additive. Das Kreislaufwirtschafts-\/Abfallgesetz, die Abfallverordnung und die EU-Alt\u00f6lrichtlinie regeln Verfahrensweise und Art der Schmierstoff-Entsorgung. Im Sinne \u00f6kologischer Belange ist dabei die Wiederverwendung einer thermischen Verwertung vorzuziehen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn der ersten Phase galt es, den im Projektantrag vorgeschlagenen Verfahrensweg zur Aufbereitung der im Ausbesserungswerk der Deutschen Bahn AG, Paderborn, anfallenden Altfette hinsichtlich seiner Qualit\u00e4t und Quantit\u00e4t zu \u00fcberpr\u00fcfen. Dazu war es notwendig, Grund\u00f6l und Eindicker auf chemische und physikalische Ver\u00e4nderungen sowie den Grad der Verunreinigungen hin zu untersuchen.
\nDie Ergebnisse dieser Untersuchungen gaben die Grundlage zur Entwicklung und \u00dcberpr\u00fcfung geeigneter, technisch handhabbarer und \u00f6kologisch wie \u00f6konomisch sinnvoller Reinigungsverfahren. Diese wurden in der zweiten Phase im Laborma\u00dfstab durchgef\u00fchrt.
\nDie dritte Phase galt der planungstechnischen Umsetzung der im Laborma\u00dfstab gesammelten Erkenntnisse in den Technikumsma\u00dfstab. Auf der Grundlage der sich daraus ableitenden Verfahrensskizze wurde anschlie\u00dfend die Versuchsapparatur ausgelegt, konstruiert und in der vierten Phase errichtet.
\nNach der \u00dcberpr\u00fcfung der Funktionsf\u00e4higkeit der erstellten Anlage zur Wiederaufbereitung von Schmierfetten befasste sich die letzte Phase mit der Optimierung der Prozessparameter sowie der Recyclisierung der im Technikums-Prozess gewonnenen Komponenten Grund\u00f6l und Eindicker zu einem neuen Schmierfett.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die analytischen Grunduntersuchungen deuten in ihrer Gesamtheit darauf hin, dass die Betriebsf\u00e4higkeit der gebrauchten Schmierfette im wesentlichen durch physikalische Gegebenheiten, wie durch Scherstress bedingte \u00c4nderungen der Makro-Struktur der Seife im Schmierfett und der Aufnahme, zum Teil bis 1 mm gro\u00dfer Abrasivpartikel, limitiert wird. Chemische Ver\u00e4nderungen der Grundkomponenten \u00d6l und Eindicker, wie sie aufgrund oxidativer Reaktionen erwartet werden k\u00f6nnen, sind signifikant nicht erkenn-bar.
\nDer in f\u00fcnf Verfahrensschritte unterteilte Gesamtprozess sieht zun\u00e4chst eine Extraktion des Grund\u00f6les aus dem Schmierfett vor. Nach der Entfernung des Grund\u00f6les vom Eindicker wird dieser im dritten Schritt mittels Umkristallisation und Filtration der L\u00f6sung von Schmutz und Abrasiv-Partikeln befreit und das L\u00f6semittel im vierten Schritt wieder entfernt. Der abschlie\u00dfende f\u00fcnfte Prozess-Schritt stellt die Neuformulierung eines Schmierfettes aus den gewonnenen Komponenten dar.
\nDie Versuche im Technikum zur R\u00fcckgewinnung der ein Schmierfett aufbauenden Komponenten Grund\u00f6l und Eindicker zeigen, dass diese Grundstoffe in einem verfahrenstechnisch komplikationslosen Prozess gut isoliert werden k\u00f6nnen.
\nAufgrund der dabei eingesetzten Filter-Membranen mit einer Porenweite von 1 \u00b5m ist das Grund\u00f6l von allen Schmutz- und Abrasiv-Partikeln befreit, die die Schmierfilmfunktion beeintr\u00e4chtigen. Die im Grund\u00f6l vorhandenen Additive zeigen sich zum weitaus \u00fcberwiegenden Teil noch aktiv; Oxidations-Produkte als Zeichen einer massiven Gebrauchssch\u00e4digung k\u00f6nnen nicht detektiert werden.
\nBei einer ausreichenden Abreichung des Grund\u00f6les kann die Seite durch eine einfache, filtergekoppelte Umkristallisation aufbereitet werden. Hier zeigt sich insbesondere die Qualit\u00e4t der Magnetfiltration von herausragender Bedeutung, um abrasive Eisenbestandteile abzutrennen.
\nDie Recyclisierung der Grundkomponenten zu einem neuen Schmierfett ist insbesondere aufgrund aktiver Additive kompliziert. Eine angestrebte Grund\u00f6l-Reinigung k\u00f6nnte hier von Vorteil sein. Bedingt durch anlagenspezifische Gegebenheiten ist dies in der erstellten Technikumsanlage bisher nur mit unbefriedigender Produktausbeute m\u00f6glich. In der Anlage verbliebende Fettseifenr\u00fcckst\u00e4nde behindern die extraktive Grund\u00f6lreinigung, die zuvor im Laborma\u00dfstab erfolgreich durchf\u00fchrbar war. Der daraus resultierende Zwang, das Grund\u00f6l wieder direkt zu verwenden, zeigte sich in Hinblick auf die Schmierfettqualit\u00e4t und der Einsparung an energetischen Kosten letztendlich positiv, so dass das Verfahren schon jetzt als \u00f6konomisch realisierbar erachtet werden muss.
\nDie in Zusammenarbeit mit der KAJO-Schmierstoff-Technik, Anr\u00f6chte, entwickelte Schmierfett-Rezeptur sieht den Einsatz der gewonnenen Grundkomponenten Eindicker und Grund\u00f6l als Zuschlagstoffe in der Formulierung von Mehrzweck-Fetten vor. Auf diesem Wege k\u00f6nnen g\u00fcnstige Schmierfette mit hinreichenden EP-Eigenschaften erzielt werden. Da Additive insgesamt einen kostenintensiven Faktor darstellen, ergibt sich auch in der Einsparung der EP-Additive hieraus ein weiterer Kostenvorteil.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Pr\u00e4sentation des Verfahrenskonzeptes auf dem Stand der Universit\u00e4t Paderborn auf der ACHEMA 2000 in Frankfurt<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Technikumsversuche zur R\u00fcckgewinnung von Schmierfettkomponenten zeigen, dass ein Recycling in geschlossenen Kreisl\u00e4ufen technisch und \u00f6konomisch machbar ist. Die dabei eingesetzte Magnetfiltration und Filtermembranen mit einer Porenweite von 1 \u00b5m k\u00f6nnen die eine Schmierfettfunktion im wesentlichen beeintr\u00e4chtigenden Feststoffverunreinigungen in hinreichendem Ma\u00dfe abtrennen. Das in der errichteten Versuchsanlage getestete Aufbereitungsverfahren kann f\u00fcr einen Praxiseinsatz weiter optimiert werden. So k\u00f6nnen mit leistungsf\u00e4higeren Querstromfiltern und entsprechend dimensionierten Pumpen die Filtratmenge deutlich gesteigert und die Behandlungszeiten drastisch verk\u00fcrzt werden. Die Magnetfiltration bietet Potentiale, Partikel bis 0,1 \u00b5m zu entfernen. Der Einsatz der zur\u00fcckgewonnenen Fettkomponenten als Zuschlagsstoffe in der Herstellung von Mehrzweckfetten er\u00f6ffnet den Weg zur Herstellung kosteng\u00fcnstiger Schmierfette. Die Wirtschaftlichkeit des Recyclingverfahrens misst sich auch an der Verf\u00fcgbarkeit von Altfetten. Hier wird auf einen Anfall von t\u00e4glich bis zu 200 kg gebrauchter Schmierfette in dem o.g. Ausbesserungswerk verwiesen. Auch Einsatzm\u00f6glichkeiten zur R\u00fcckgewinnung teurer Komponenten aus Spezialfetten, beispielsweise Gelenkwellenfette im Automobilbereich, werden gesehen. Es wird kritisch angemerkt, dass eine Aufbereitung gr\u00f6\u00dferer Schmierfettmengen in einem rein im Batchbetrieb zu fahrenden Konzept nur schwer erf\u00fcllbar erscheint, andererseits jedoch die Betriebsbedingungen und das Aufbereitungsverfahren \u00dcbergangsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr einen vollkontinuierlichen Prozess nicht erkennen lassen. Deshalb endet der Abschlussbericht in einem Ausblick mit Vorschlag eines automatisierbaren semikontinuierlichem Prozess zur Schmierfettaufbereitung, um mit mehreren R\u00fchrkesseln und Filtrationselementen sowie einer L\u00f6semittelkreislauff\u00fchrung, gebrauchte Schmierfette als Rohstoff f\u00fcr neue, im Preis und Qualit\u00e4t konkurrenzf\u00e4hige Produkte aufzubereiten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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