Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bei der Metallbearbeitung werden partikelf\u00f6rmige Verunreinigungen in Form von Metallabrieb, Schmutz und Staub in die als Hilfsstoffe verwendeten K\u00fchlschmier\u00f6le eingetragen. Mit herk\u00f6mmlichen Verfahren zur Reinigung der \u00d6le wie Zentrifugation und Filtration mit verschiedenen Filtersystemen lassen sich Verunreinigungen je nach System nur bis zu Feinheiten von 1-25\u00b5m abtrennen. <\/p>\n
Die Querstromfiltration wird bislang f\u00fcr die Reinigung von \u00d6len nicht eingesetzt. Das Ziel ist, aus K\u00fchlschmier\u00f6len partikelf\u00f6rmige Verunreinigungen (bis 0,1\u00b5m) abzutrennen und dadurch die Standzeit entscheidend zu verl\u00e4ngern. Durch diese Feinstfiltration der \u00d6le wird Sonderabfall vermieden. Zudem werden durch den geringeren \u00d6lverbrauch Ressourcen geschont.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenLabor- und Technikumsversuche
\nErstellung einer einfachen Vorrichtung f\u00fcr Laborversuche zur Querstromfiltration von \u00d6len, Laborversuche \u00fcber Art und Weise der Durchl\u00e4ssigkeit von Filtrationsmembranen f\u00fcr \u00d6l, Laborversuche zur Pr\u00fcfung welche Typen von \u00d6len man reinigen kann, Langzeitversuche der Haltbarkeit einer einmaligen Behandlung der Membran, Analyse der Filtrationsergebnisse (Transferzentrum), Verstopfung der Poren und pneumatische R\u00fccksp\u00fclung, Untersuchung der Additive in K\u00fchlschmier\u00f6len (Transferzentrum)<\/p>\n
Anlagenbau:
\nEntwicklung und Bau einer Pilotanlage CT 600<\/p>\n
Pilotphase:
\nFirma Geiger (Reinigung von Schneid\u00f6l und Hydraulik\u00f6l) Querstromfiltration mit Kunststoffmembran; Mannesmann-Sachs (Reinigung von Hydraulik\u00f6l) Pilotanlage CT 600 mit Edelstahlmembranen.<\/p>\n
Die Analyse des Verschmutzungsgrades erfolgte mit Hilfe eines Laserpartikelz\u00e4hlers<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Entwicklung begann mit der Erstellung einer einfachen Vorrichtung zur Querstromfiltration f\u00fcr Laborversuche. Mit dieser Versuchsvorrichtung wurde die Eignung verschiedener Membrantypen – Kunststoffmembran und Edelstahlmembran in ihrer Leistung und Best\u00e4ndigkeit untersucht. Die Kunststoffmembranen wurden mit kationischen und nichtionischen Tensiden f\u00fcr \u00d6le durchl\u00e4ssig gemacht. Dabei erreichte man die besten Filtrationsergebnisse mit einer Hohlfaser-Kunststoffmembran, die man mit einem kationischen Tensid vorbehandelte. Es zeigte sich, dass Kunststoffmembranen insbesondere bei \u00d6len niedriger Viskosit\u00e4t (< 15 cSt) und geringer Verschmutzung, wie sie beim Schleifen von Keramikwerkst\u00fccken oder beim Hohnen von Stahlteilen vorliegen, wirkungsvoll waren. Die Filtration von \u00d6len mit hoher Viskosit\u00e4t (> 15 cSt) und hoher Verschmutzung lie\u00df sich bei guter Leistung mit Edelstahlmembranen durchf\u00fchren.<\/p>\n
Langzeitversuche belegen, dass die Filtrationsleistung der mit kationischem Tensid behandelten Hohlfasermembran \u00fcber einen Zeitraum von f\u00fcnf Monaten nicht abnahm. Daher war eine Nachbehandlung der Membran mit Tensid nicht notwendig. Eine Verstopfung der Poren der Kunststoffmembran fand nur in geringem Ma\u00dfe statt. Edelstahlmembranen neigen jedoch st\u00e4rker zur Verstopfung, was vermutlich eine Folge der trichterartigen Poren ist. In beiden F\u00e4llen konnte die Verstopfung durch pneumatische R\u00fcck-sp\u00fclung gel\u00f6st werden. Dr\u00fccke und Zeitintervalle wurden f\u00fcr die R\u00fccksp\u00fclung optimiert.<\/p>\n
\u00dcber einen Zeitraum von drei Monaten wurde keine messbare Abnahme von Additiven zum Schutz gegen Verschlei\u00df, Oxidation, Schaumbildung und Nebelbildung festgestellt. Da die Molek\u00fclgr\u00f6\u00dfen der Additive sehr klein sind im Vergleich mit der Gr\u00f6\u00dfe der Membranporen, gehen wir davon aus, dass auch \u00fcber l\u00e4ngere Zeitr\u00e4ume durch die Filtration keine wesentliche Abmagerung der Additive erfolgen wird.<\/p>\n
Eine Pilotanlage zur Feinstreinigung von K\u00fchlschmier\u00f6len wurde nach dem Prinzip der Querstromfiltration mit durchl\u00e4ssig gemachten Kunststoffmembranen konstruiert. Parallel dazu wurde zur Reinigung von \u00d6len mit hoher Viskosit\u00e4t (> 15 c ST) und starker Verschmutzung eine alternative Filtrationsanlage unter Verwendung von Membranen aus Edelstahlgewebe und Anwendung einer Vakuumtechnik erstellt. Beide Anlagentypen wurden f\u00fcr Pilotversuche eingesetzt. Die Pilotversuche f\u00fchrte man in zwei Betrieben und einem Berufsbildungszentrum durch. Dabei wurden verschiedene M\u00e4ngel der Pilotanlagen erkannt und in einer Phase der Weiterentwicklung behoben.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Ziele dieses Projektes konnten erreicht werden. Mit Hilfe einer Pilotanlage CT 600 im Dauerbetrieb konnte ein verschmutztes \u00d6l so gut gereinigt werden, da\u00df sein Reinheitsgrad besser war als derjenige von kommerziell erh\u00e4ltlichen Neuprodukten.<\/p>\n
Ausgehend von dem 3-monatigen Praxistest bei Mannesmann-Sachs in Schweinfurt (Reinigung von Hydraulik\u00f6l mit CT 600 statt Kerzenfilter) lie\u00dfen sich f\u00fcr diesen Einsatzfall folgende umweltrelevanten Ergebnisse im Zeitraum von 5 Jahren bilanzieren:<\/p>\n
– Vermeidung von Sonderabf\u00e4llen (ca. 125 verbrauchte Kerzenfilter);
\n– Ressourcenschonung (ca. 38.400 Liter \u00d6l) und Energieeinsparung von ca. 50 % bei der Feinstreini-gung von \u00d6l mit der Filtrationsanlage CT 600 im Vegleich zur Reinigung mit Kerzenfiltern;
\n– Emissionsminderung durch geringeren Transportaufwand f\u00fcr verschlammte \u00d6le und verstopfte Filter.<\/p>\n
Aus der Einsparung von \u00d6l und Kerzenfilter ergibt sich f\u00fcr den Betreiber der Filtrationsanlage CT 600 (ca. 37.000,00 DM) im o. g. Fall eine Amortisation von ca. einem Jahr. Mit den o. g. umweltrelevanten und wirtschaftlichen Effekten sollten sich weitere Filtrationsanlagen in unterschiedlichen Modifikationen am Markt verkaufen lassen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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